分析 (1)饮水机在加热状态下正常工作,又知道加热功率和额定电压,可利用P=UI的变形公式求出出开水时电热丝中的电流.
当开关接通时,只有电阻R0接入电路,此时饮水机处于加热档,根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出电热丝R0的电阻;
当开关断开时,电阻R1和R0串联接入电路,此时饮水机处于保温档,根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出总电阻;
根据串联电路的电阻特点可求出电热丝R1的电阻.
(2)先根据密度的变形公式求出水的质量,然后根据Q吸=cm△t即可求出水吸收的热量;
再根据效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可求出消耗的电能,然后根据t=$\frac{W}{P}$求出烧开这些水需要的时间.
解答 解:(1)根据题意可知,P加=2000W,
由P=UI可知,饮水机出开水时电热丝中的电流:
I=$\frac{{P}_{加}}{U}$=$\frac{2000W}{220V}$≈9.09A.
饮水机处于开水档时,只有电阻R0接入电路,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得电热丝R0的电阻:
R0=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加}}$=$\frac{(220V)^{2}}{2000W}$=24.2Ω:
饮水机处于温水档时,电热丝R1和R0串联,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得电路的电阻:
R总=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{温}}$=$\frac{(220V)^{2}}{1000W}$=48.4Ω;
则电热丝R1的电阻:R1=R总-R0=48.4Ω-24.2Ω=24.2Ω.
(2)水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg;
水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃-15℃)=1.785×105J;
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得,饮水机消耗的电能:
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.785×1{0}^{5}J}{80%}$=223125J;
由P=$\frac{W}{t}$可得,加热时间:
t=$\frac{W}{{P}_{加}}$=$\frac{223125J}{2000W}$≈111.6s.
答:(1)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是9.09A,电热丝R1的电阻是24.2Ω;
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是15℃,水需要吸收1.785×105J的热量;如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要111.6s.
点评 本题考查了对电加热器电路的理解、电功率公式、吸热公式及效率公式的理解和应用,关键是公式的灵活应用,具有一定的综合性,难度适中,是一道好题.
科目:初中物理 来源: 题型:计算题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 在探究I-R关系时,为了使实验数据准确一些,用小灯泡代替定值电阻 | |
B. | 在探究平面镜成像时,为了使棋子的像清晰一些,用手电筒对着棋子照 | |
C. | 在探究感应电流产生条件时,为使指针偏转角度更加明显,选用灵敏电流计 | |
D. | 在估测大气压值时,为了便于弹簧测力计的测量,选用较小容积的注射器 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 移动电话是利用电磁波来传递信息的 | |
B. | 玩电脑游戏时,人不会受到电磁辐射 | |
C. | 电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播 | |
D. | “公共场所不要大声喧哗”是要求人们在公共场所说话音调放低些 |
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电动车的核心部件是电动机,其工作时把电能转化为机械能 | |
B. | 行驶过程中,驾驶员相对电动车是静止的 | |
C. | 轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦 | |
D. | 电动车紧急刹车时驾驶员的上部向后仰 |
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