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小刚同学家里的电热饮水机有加热和保温两种挡位,可由机内温控开关S0进行自动控制,电阻R2的阻值为1210Ω。小刚从说明书上查到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图。请解答如下问题:[计算结果若不能整除,保留一位小数, ρ=1.0×103 kg/m3,c=4.2×103J/(kg•℃)]

             第24题图

(1)将电热水壶中初温为20℃,体积为1.5L的水加热至80℃需要吸收多少热量?

(2)电阻R1的阻值为多少?

(3)实际电压只有198V时,这个电热饮水机加热的实际功率是多大?


【思路分析】

求解

题干信息

所用公式

(1)需要吸收多少热量

初温为20℃,容量为1.5L的水加热至80℃

 m = ρV

Q=C m△t

(2)电阻R1的阻值

额定电压U=220V

电阻R2=1210Ω

额定加热功率P=920W

PU2/R

(3)电热饮水机加热的实际功率

实际电压U=198V

RU2/P

解:(1)水需要吸收的热量为Q =cm△t=c ρV△t=4.2×103J/(kg.℃)×1.0×103 kg/m3×1.5×10-3 m3×(80℃-20℃)=3.78×105 J…………(1分)

(2)当开关S闭合、S0断开时,电热饮水机只有R2工作,处于保温状态

电阻R2消耗的功率:P2U22/R2=(220V)2/1210Ω=40W…………(1分)

当开关S、S0闭合时,电热饮水机处于加热状态,此时R1消耗的电功率为: 

P1PP2=920 W-40W=880W

则有:R1U2/P1=(220V)2/880W=55Ω………………(1分)

(3)电热饮水机处于加热状态时的总电阻为: 

RU22/P=(220V)2/920W=1210/23Ω≈ 52.6Ω…………………(1分)

实际加热功率:PU2/R =(198V)2/(1 210/23)Ω =745.2W ……………………(1分) 

【难点突破】当开关S、S0断开和闭合时,判断电热饮水机的工作状态以及电路中的阻值情况是该题的难点,当开关S闭合、S0断开时,电热饮水机只有R2工作,处于保温状态;当开关S、S0闭合时,电热饮水机处于加热状态,再根据相应的情况进行计算。

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(2)恰当挤压胶水管,使水喷出的速度不变,让水沿与水平方向不同方向喷出,又做了几次实验,记录的数据如右表所示.从表中可以看出,当实心球抛出的速度一定时,抛射角为 时,抛射的距离最大。从表中,你还可以得出的结论是:              

(3)离开喷水嘴的水仍能在空中继续向前,这是 的缘故。

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