Question

【題目】電熱加濕器靠電流的熱效應(yīng)工作．某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、外形、電路簡(jiǎn)化圖如圖所示．電熱器的電熱絲浸沒(méi)在加熱倉(cāng)的水中產(chǎn)生熱量，使加熱中的水沸騰變成水蒸氣噴出，增加環(huán)境濕度．當(dāng)加熱倉(cāng)中的水減少到一定程度時(shí)，自動(dòng)閥門(mén)智能打開(kāi)，水由儲(chǔ)水箱進(jìn)入到加熱倉(cāng)中.

工作電壓	220V
工作頻率	50Hz
最大運(yùn)行功率	40W
儲(chǔ)水箱容量	2.4L
尺寸	高315mm，底部直徑168mm
滿水工作時(shí)間	高氣霧量10h，低氣霧量24h

①當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，加濕器以最大運(yùn)行功率工作，求電熱絲R1的電阻值．
②如果加熱倉(cāng)內(nèi)冷水的溫度為20℃，用最大運(yùn)行功率工作，經(jīng)過(guò)5min36s，水沸騰產(chǎn)生蒸氣，求加熱倉(cāng)中水的體積．[c水=4.2×103J/（kg℃）．ρ水=1×103kg/m3 ， 電熱絲R1產(chǎn)生的熱量全部被水吸收．環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]．
③當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器R2的阻值為605Ω，加濕器以最低氣霧量工作，求此時(shí)電熱絲R1的電功率是多少瓦？24小時(shí)R1消耗多少度電？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】①當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器被短路，只有電熱絲工作，
由P= 得：
電熱絲R1的電阻值：
R1= = =1210Ω；
②電熱絲產(chǎn)生的熱量：
Q放=W=Pt=40W×336s=13440J，
由題意得Q吸=Q放=13440J，
由Q吸=cm（t﹣t0）得：
水的質(zhì)量m= = =0.04kg，
由ρ= 得：
水的體積：
V= = =4×10﹣5m3；
③當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器和電熱絲串聯(lián)，
電路中的電流：
I= = = A，
電熱絲R1的電功率：
P1=I2R1=（ A）2×1210Ω≈17.8W；
24小時(shí)R1消耗的電能：
W=P1t=0.0178kW×24h≈0.4kWh．
答：①電熱絲R1的電阻值1210Ω；②加熱倉(cāng)中水的體積4×10﹣5m3；③電熱絲R1的電功率是17.8W；24小時(shí)R1消耗的電能0.4kWh．
【解析】①當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器被短路，只有電熱絲工作，根據(jù)P= 求出其電阻值；②根據(jù)Q=W=Pt求出電熱絲產(chǎn)生的熱量，電熱絲R1產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出水的質(zhì)量，再根據(jù)ρ= 求出水的體積； ③當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器和電熱絲串聯(lián)，根據(jù)I= 求出電流，再根據(jù)P=I2R1求出電熱絲R1的電功率；根據(jù)W=Pt求出消耗的電能．
此題主要考查的是學(xué)生對(duì)電功率、電能、熱量、質(zhì)量、歐姆定律計(jì)算公式的理解和掌握，注意公式的變形，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．