饮水机是一种常用的家用电器.其工作原理的简化电路如图所示.S是用感温材料制成的温控开关.当温度达到一定的数值时.S会自动切换使饮水机处于保温状态.R1是与加热管串联的电阻.R2是饮水机加热管的电阻.部分参数如下表:额定电压220V额定频率50Hz加热功率(加热状态下R2的额定功率)440W保温功率(保温状态下R2的功率)40W(1)当S闭合时.饮水� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

5．

饮水机是一种常用的家用电器，其工作原理的简化电路如图所示，S是用感温材料制成的温控开关，当温度达到一定的数值时，S会自动切换使饮水机处于保温状态，R₁是与加热管串联的电阻，R₂是饮水机加热管的电阻，部分参数如下表：

额定电压	220V	额定频率	50Hz
加热功率（加热状态下R₂的额定功率）	440W	保温功率（保温状态下R₂的功率）	40W

（1）当S闭合时，饮水机是处于保温状态还是加热状态？
（2）在加热状态下，饮水机正常工作的电流是多大？R₂的电阻多大？
（3）正常加热3min，产生的热量能使0.5L的水升高多少度？（C_水=4.2×10³J/（kg•℃）

分析（1）由电路图可知，当S闭合时电路为加热管R₂的简单电路，当S断开时R₁与R₂串联，根据电阻的串联比较两者电阻的大小关系，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知饮水机的功率，进一步判断饮水机的状态；
（2）根据P=UI求出在加热状态下饮水机的电流，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₂的电阻；
（3）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据W=Pt求出正常加热3min消耗的电能即为产生的热量，再根据Q_吸=cm△t求出水升高的温度．

解答解：（1）当S闭合时，只有加热管R₂接入电路，电路中的电阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知功率最大，饮水机处于加热状态；
当S断开时，R₁与R₂串联，电路中电阻阻值最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知功率最小，饮水机处于保温状态；
（2）由P=UI可得，在加热状态下饮水机正常工作的电流：
I=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{440W}{220V}$=2A，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220{V）}^{2}}{440W}$=110Ω；
（3）加热水的体积：
V=0.5L=0.5dm³=5×10^-4m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，加热水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-4m³=0.5kg，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗电能产生的热量：
Q=W=Pt=440W×3×60s=79200J，
由Q=Q_吸=cm△t可得，水升高的温度：
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{79200J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.5kg}$≈37.7℃．
答：（1）当S闭合时，饮水机处于加热状态；
（2）在加热状态下，饮水机正常工作的电流是2A，R₂的电阻为110Ω；
（3）正常加热3min，产生的热量能使0.5L的水升高37.7℃．

点评本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式、电功公式的综合应用，关键是饮水机加热和保温状态的判断，计算过程要注意单位的换算．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：初中物理 来源： 题型：选择题

15．对于密度公式ρ=$\frac{m}{V}$的理解，下列说法正确的是（　　）

	A．	密度ρ与质量m成正比
	B．	密度ρ与体积V成反比
	C．	密度ρ随体积V的减小而增大
	D．	密度ρ不随着质量m与体积V的变化而变化

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：解答题

16．

如图所示是中国海军装备的第一代舰载反潜直升机，直升机可将声呐探头以2.5m/s的速度吊放在100m深的海面下，声呐发出的超声波即可探测到隐藏在深海中潜艇的方位、距离（声音在海水中传播的速度为1500m/s）．问：
（1）声呐探头放到100m深的海面下需要多少时间？
（2）若声呐探头发出声波4s后接收到潜艇反射回来的信号，则潜艇离探头有多远？

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：填空题

13．今年冬天苏州下了近几年少有的大雪，天气寒冷，小江同学捧着热水袋才感觉手暖和，这是利用热传递的方式增加了手的内能；而小李同学靠双手反复摩擦让手感到温暖，这是利用做功的方式增加了手的内能．

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：解答题

20．

某同学按如图所示的电路，研究通过导体的电流与导体两端电压、导体电阻间的关系．
（1）若保持电源电压的大小和电阻箱R₁的阻值不变，移动滑动变阻器R₂的滑片P，可测得不同的电流、电压值，如表1．分析表1中数据可知：导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
（2）然后，他又改变电阻箱R₁的阻值测得相应的电流值，如表2．分析表2中数据可知：电流与电阻不成（填“成”或“不成”）反比，这与欧姆定律不相符（填“相符”或“不相符”），其原因是没有保持电阻R₁两端的电压不变．
表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　