(2008•石家庄模拟)办公室里有一个自动电热水壶,它的工作原理图及参数如图所示.A为自动温控开关,当水温度达到设定温度
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解题思路:(1)当黄灯亮时,电阻R与发热管串联,电路中的总电阻较大,根据欧姆定律可知电路中的电流,根据P=I2R可知发热管消耗电功率的变化,进一步判断电热壶是处于加热状态还是保温状态;

(2)根据P=

U

2

R

求出保温时电路中的总电阻,当温控开关闭合时,电路为发热管的简单电路,电热壶是处于加热状态,根据P=

U

2

R

求出发热管的电阻,再根据电阻的串联求出保温电阻的大小;

(3)先根据密度公式求出壶内水的质量,再根据Q=cm△t求出水吸收的热量即为电热水壶正常工作消耗电能产生的热量,最后根据Q=W=Pt求出工作的时间.

(1)当黄灯亮时,电阻R与发热管串联,电路中的总电阻较大,根据欧姆定律可知电路中的电流较小,根据P=I2R可知发热管消耗的电功率较小,故此时电热壶是处于保温状态;

(2)保温时,电路中的总电阻为:

R=

U2

P保温=

(220V)2

50W=968Ω,

当温控开关闭合时,电路为发热管的简单电路,电热壶是处于加热状态,

发热管的电阻R发热管=

U2

P加热=

(220V)2

1000W=48.4Ω,

所以保温电阻R=R-R发热管=968Ω-48.4Ω=919.6Ω;

(3)根据ρ=[m/V]可得:

壶内水的质量m=ρv=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,

水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2.0kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,

根据Q=W=Pt可得:

电热水壶正常工作的时间t=

Q吸

P=

6.72×105J

1000W=672s.

答:(1)当黄灯亮时,电热壶是处于保温状态;

(2)保温电阻R为919.6Ω;

(3)当使用该电热水壶烧开一满壶20℃的水时,电热水壶应正常工作的时间为672s.

点评:

本题考点: 欧姆定律的应用;热量的计算;电功率的计算.

考点点评: 本题考查了电功率公式和欧姆定律、密度公式、吸热公式、电功公式的灵活应用,关键是会分析黄灯亮时电路功率的变化.

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