如圖所示的電熱開水壺,因其小巧玲瓏、操作安全、加熱速度快、水開后自動斷電、能防止干燒等優(yōu)點,在一般家庭中被普遍使用.
這種水壺的工作原理為:水沸騰時產(chǎn)生的水蒸氣使蒸汽感溫元件所控制的開關S1斷開,使電熱水壺在水燒開后自動斷電.如果蒸汽開關失效,水被燒干后約經(jīng)25秒鐘,發(fā)熱元件溫度急劇上升,位于發(fā)熱盤底部的雙金屬片開關S2會膨脹變形,斷開電路,防止燒壞電熱管.
(1)試畫出該電熱開水壺的工作原理圖.
(2)小明發(fā)現(xiàn)底座的銘牌上標有“額定容量1.2L、額定電壓220V、額定功率1500W”等字樣,試幫他計算一下電熱管的電阻是多大?
(3)小明在壺中注入20℃的冷水,通電后5分鐘水就開始沸騰,試求該電熱開水壺的效率.
分析:(1)由題意可知,蒸汽開關失效(開關S1即閉合)時,電熱壺繼續(xù)通電,直至S2膨脹變形斷開電路,說明兩個開關不能獨立工作,是串聯(lián).據(jù)此設計電路圖.
(2)根據(jù)銘牌,利用R=
U2
P
求出電熱管的電阻.
(3)先根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,再根據(jù)Q=cm△t求出水吸收為熱量;根據(jù)P=Wt求出消耗的電能;最后根據(jù)效率公式求出該電熱開水壺的效率.
解答:解:(1)兩開關與電熱絲串聯(lián),工作原理圖如圖:

(2)電熱管的電阻為:
R=
U
2
P
=
(220V)2
1500W
=32.27Ω;
(3)水的質(zhì)量為:
mV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg,
水吸收為熱量為:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1.2kg×(100℃-20℃)=4.032×105J,
消耗的電能為
W=Pt=1500W×5×60s=4.5×105J,
效率為:
η=
Q
W
=
4.032×105J
4.5×105J
=89.6%.
答:(1)工作原理圖如上圖所示;
(2)電熱管的電阻為32.27Ω;
(3)該電熱開水壺的效率為89.6%.
點評:本題考查了電路圖的設計,質(zhì)量、吸熱、電阻、電功、效率的計算;涉及的知識點多,綜合性強,解題的關鍵是分步思考,個個突破.
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

請回答下列與家用電器有關的問題.
精英家教網(wǎng)
(1)現(xiàn)有兩個額定電壓分別為12V和6V,電阻不變的小型電熱器.甲同學認為將兩個電熱器串聯(lián)后接入18V的電源上就可以使他們正常工作:乙同學認為將兩個電熱器串聯(lián)后接入18V的電源上并不能使他們正常工作,請你作出判斷并說明理由.
(2)如圖a所示為某種型號的電熱飲水機的電路圖.接通加熱開關K,制熱指示燈亮,電加熱器給貯水箱中的冷水加熱.當貯水箱中的水溫達到90℃時,停止加熱,制熱指示燈滅,保溫指示燈亮.如此反復,使貯水箱中的水溫保持在80℃-90℃之間.如果水溫意外超過98℃,其中一個溫控器會終止電加熱器對貯水箱中的水的加熱,并需要通過手動復位后飲水機才會恢復正常,該溫控器叫做過熱溫控器.根據(jù)電路圖可知,圖中溫控器
 
為過熱溫控器(選填“A”或“B”).再加熱過程中,溫控器A處于
 
狀態(tài);溫控器B處于
 
狀態(tài);在保溫階段,溫控器A處于
 
狀態(tài),溫控器B處于
 
狀態(tài)(以上均選填“閉合”或“斷開”).
(3)上題中的電加熱器為“220V,500W”的電熱絲,電路中的指示燈為“4V,0.02A”的發(fā)光元件,為實現(xiàn)正常指示,電路中的電阻R2
 
(選填大于、等于或小于)R3,其中R2=
 
Ω.
(4)上題中的電熱飲水機不能煮沸水.如圖b所示,是一種常見的可以煮沸水的電開水壺,電開水壺的容積為1L.如圖c所示,是用溫度傳感器測量得到的電開水壺在加熱和冷卻過程中溫度隨時間變化的圖線,請利用圖線,求加熱過程中水吸收熱量的功率.
(5)如果給如圖b所示的電開水壺加裝一個自動加熱功率控制器,當電開水壺將水煮沸后自動調(diào)整加熱功率時水溫保持在80℃,請利用圖線,求保溫時的電加熱功率.
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

如圖所示的電熱開水壺,因其小巧玲瓏、操作安全、加熱速度快、水開后自動斷電、能防止干燒等優(yōu)點,在一般家庭中被普遍使用.
這種水壺的工作原理為:水沸騰時產(chǎn)生的水蒸汽使蒸汽感溫元件所控制的開關S1斷開,使電熱水壺在水燒開后自動斷電.如果蒸汽開關失效,水被燒干后約經(jīng)25秒鐘,發(fā)熱元件溫度急劇上升,位于發(fā)熱盤底部的雙金屬片開關S2會膨脹變形,斷開電路,防止燒壞電熱管.
(1)試畫出該電熱開水壺的工作原理圖.
(2)小明發(fā)現(xiàn)底座的銘牌上標有“額定容量1.2L、額定電壓220V、額定功率1500W”等字樣,試幫他計算一下電熱管的電阻是多大?
(3)小明在壺中注入20℃的冷水,通電后5分鐘水就開始沸騰,試求該電熱開水壺的效率.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

請回答下列與家用電器有關的問題.

(1)現(xiàn)有兩個額定電壓分別為12V和6V,電阻不變的小型電熱器.甲同學認為將兩個電熱器串聯(lián)后接入18V的電源上就可以使他們正常工作:乙同學認為將兩個電熱器串聯(lián)后接入18V的電源上并不能使他們正常工作,請你作出判斷并說明理由.
(2)如圖a所示為某種型號的電熱飲水機的電路圖.接通加熱開關K,制熱指示燈亮,電加熱器給貯水箱中的冷水加熱.當貯水箱中的水溫達到90℃時,停止加熱,制熱指示燈滅,保溫指示燈亮.如此反復,使貯水箱中的水溫保持在80℃-90℃之間.如果水溫意外超過98℃,其中一個溫控器會終止電加熱器對貯水箱中的水的加熱,并需要通過手動復位后飲水機才會恢復正常,該溫控器叫做過熱溫控器.根據(jù)電路圖可知,圖中溫控器________為過熱溫控器(選填“A”或“B”).再加熱過程中,溫控器A處于________狀態(tài);溫控器B處于________狀態(tài);在保溫階段,溫控器A處于________狀態(tài),溫控器B處于________狀態(tài)(以上均選填“閉合”或“斷開”).
(3)上題中的電加熱器為“220V,500W”的電熱絲,電路中的指示燈為“4V,0.02A”的發(fā)光元件,為實現(xiàn)正常指示,電路中的電阻R2________(選填大于、等于或小于)R3,其中R2=________Ω.
(4)上題中的電熱飲水機不能煮沸水.如圖b所示,是一種常見的可以煮沸水的電開水壺,電開水壺的容積為1L.如圖c所示,是用溫度傳感器測量得到的電開水壺在加熱和冷卻過程中溫度隨時間變化的圖線,請利用圖線,求加熱過程中水吸收熱量的功率.
(5)如果給如圖b所示的電開水壺加裝一個自動加熱功率控制器,當電開水壺將水煮沸后自動調(diào)整加熱功率時水溫保持在80℃,請利用圖線,求保溫時的電加熱功率.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源:2010年湖北省武漢市五月調(diào)考物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖所示的電熱開水壺,因其小巧玲瓏、操作安全、加熱速度快、水開后自動斷電、能防止干燒等優(yōu)點,在一般家庭中被普遍使用.
這種水壺的工作原理為:水沸騰時產(chǎn)生的水蒸汽使蒸汽感溫元件所控制的開關S1斷開,使電熱水壺在水燒開后自動斷電.如果蒸汽開關失效,水被燒干后約經(jīng)25秒鐘,發(fā)熱元件溫度急劇上升,位于發(fā)熱盤底部的雙金屬片開關S2會膨脹變形,斷開電路,防止燒壞電熱管.
(1)試畫出該電熱開水壺的工作原理圖.
(2)小明發(fā)現(xiàn)底座的銘牌上標有“額定容量1.2L、額定電壓220V、額定功率1500W”等字樣,試幫他計算一下電熱管的電阻是多大?
(3)小明在壺中注入20℃的冷水,通電后5分鐘水就開始沸騰,試求該電熱開水壺的效率.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案