1.使用电热水壶烧水,具有便捷、环保等优点.如图是某电热水壶的铭牌,
(1)由P=UI可得,电热水壶的额定电流:I=
P
U =
440W
220V =2A;
由I=
U
R 可知,电阻R=
U
I =
220V
2A =110Ω;
(2)由ρ=
m
V 可得,水的质量:m=ρV=1.0*103kg/m3*0.5*10-3m3=0.5kg;
(3)水吸收的热量:Q=cm(t-t0)=4.2*103J/(kg?℃)*0.5kg*(100℃-20℃)=1.68*105J;
(4)电流做功放出的热量全部被水吸收,Q=W,
要放出这些热量,由P=
W
t 可得,该电热水壶理论上的工作时间t=
W
P =
1.68*105J
440W =381.82s.
(5)电流做功产生的热量没有全部被水吸收.
答:(1)电热水壶的额定电流为2A;电阻为110Ω;
(2)装满水,水的质量为0.5kg;
(3)1标准大气压,将一壶质量为0.2kg、温度为20℃的水烧开,需要吸收1.68*105J的热量;
(4)在额定电压下,要放出这些热量,该电热水壶理论上需要工作的时间为381.2s;
(5)电流做功产生的热量没有全部被水吸收.
2.某保温电热水壶电路如下图所示,S是温控开关,R1为加热器.当开关
(1)当开关S接到a时,电路为R1的简单电路,电热水壶处于加热状态,
根据欧姆定律可得,加热电阻R1的阻值:
R1=
U
I加热 =
220V
5A =44Ω;
(2)开关S自动切换到b,电热水壶处于保温状态,此时R1与R2串联,
根据P=UI可得,通过电阻R2的电流:
I保温=
P保温
U =
165W
220V =0.75A;
(3)保温时,电路中的总电阻:
R=
U
I保温 =
220V
0.75A ≈293.3Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电阻R2的阻值:
R2=R-R1=293.3Ω-44Ω=249.3Ω.
答:(1)加热电阻R1的阻值是44Ω;
(2)在保温状态下,通过电阻R2的电流是0.75A;
(3)电阻R2的阻值是249.3Ω.