(2014?厦门)如图是小林家里电热水器的工作原理图,两根加热管电阻相同.电热水器功率有高、中、低三档

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-17
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(1)当S1断开,S2接b时,两加热管电阻串联,电热水器处于低温档,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,P=
U2
R+R
=
U2
2R
=1000W,即
U2
R
=2000W,
当S1闭合,S2接a时,加热管电阻并联,电热水器处于高温档,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻为
R
2

则P=
U2
R
2
=2
U2
R
=2×2000W=4000W;
当S1闭合,S2接b时,电路为一根加热管电阻的简单电路,电热水器处于中温档,
则P=
U2
R
=2000W;
(2)水的体积:
V=50L=0.05m3
由ρ=
m
V
可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
则水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×50kg×40℃=8.4×106J,
若消耗的电能W=Q=8.4×106J,
则电热水壶的功率P=
W
t
=
8.4×106J
40×60s
=3500W,
所以,加热档位为高温档,消耗的电能:
W′=Pt=4000W×40×60s=9.6×106J,
此过程电热水器的效率:
η=
Q
W
×100%=
8.4×106J
9.6×106J
×100%=87.5%.
答:(1)电热水器的高、中档功率分别是4000W、2000W;
(2)此过程电热水器的效率为87.5%.

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