精英家教網(wǎng)小明觀察家里的電飯煲銘牌:額定電壓為220V,保溫功率為20W,但加熱功率已經(jīng)磨損,電飯煲的工作原理如圖所示,通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S調(diào)節(jié)加熱和保溫兩種狀態(tài),R1為電熱絲.他想利用家里得電能表測(cè)出它的加熱功率,于是他關(guān)閉了家里所有其它用電器,只讓電飯煲工作,觀察了電能表,發(fā)現(xiàn)上面標(biāo)有“3000R/kW?h,請(qǐng)你幫助小明解決下列問(wèn)題.
(1)電飯煲在加熱狀態(tài)時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)與觸點(diǎn)
 
連接;
(2)他發(fā)現(xiàn)正常加熱了6min電飯煲就轉(zhuǎn)為保溫狀態(tài),在這6min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤剛好轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn),則電飯煲的加熱功率是
 
W;
(3)如果該電飯煲正常加熱消耗了6.72×105J電能,這些能量全部被水吸收,能將
 
kg水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由20℃加熱至沸騰(水的比熱容為4.2×103J(kg?℃)
(4)保溫10min,電熱絲R1產(chǎn)生的熱量為
 
J.
分析:(1)電路電壓一定,由電功率公式P=
U2
R
可知電路電阻越大,電路功率越小,電路電阻越小電路功率越大,分析電路圖,然后答題.
(2)根據(jù)電能表轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)求出電飯煲消耗的電能,然后由功率公式求出加熱功率.
(3)由熱量公式的變形公式求出水的質(zhì)量.
(4)由串聯(lián)電路特點(diǎn)及功率公式求出電熱絲消耗的電能.
解答:解:(1)由電路圖可知,開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)2連接時(shí),電阻R被短路,只有電熱絲R1接入電路,此時(shí)電路電阻最小,電路電功率最大,電飯煲處于加熱狀態(tài).
(2)電飯煲消耗的電能W=
1kW?h
3000R
×300R=0.1kW?h=3.6×105J,
電飯煲的加熱功率P加熱=
W
t
=
3.6×105J
360s
=1000W;
(3)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,
∵Q=cm△t,
∴水的質(zhì)量m=
Q
c△t
=
6.72×105J
4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)
=2kg;
(4)∵P=
U2
R
,∴R=
U2
P
,
R1+R
R1
=
U2
P保溫
U2
P加熱
=
P加熱
P保溫
=
1000W
20W
=50,則R1=
R
49
,
通過(guò)串聯(lián)電阻的電流相等,
P1
PR
=
I2R1
I2R
=
1
49

保溫時(shí),電熱絲R1的功率P1=
P1
P1+PR
P保溫=
1
1+49
×20W=0.4W,
保溫10min,電熱絲R1產(chǎn)生的熱量為Q=P1t=0.4W×600s=240J.
故答案為:(1)2;(2)1000;(3)2;(4)240.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電路分析、求電功率、水的質(zhì)量、電阻產(chǎn)生的熱量等問(wèn)題,是一道綜合題,分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用熱量公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功與電功率公式即可正確解題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:初中物理 來(lái)源:物理教研室 題型:038

小明用電能表測(cè)算家里電飯煲煮飯和保溫時(shí)每小時(shí)的用電量分別為多少.他家電能表的表盤如圖所示.小明按合適的比例將米和水放入電飯煲中,然后將電飯煲接入電路.煮飯時(shí),小明通過(guò)手表觀察到電能表表盤邊緣上紅色標(biāo)記轉(zhuǎn)過(guò)一圈所用時(shí)間為6s.待保溫時(shí),通過(guò)手表觀察電能表表盤邊緣上紅色標(biāo)記轉(zhuǎn)過(guò)一圈所用時(shí)間為1min

請(qǐng)回答:

1)小明將電飯煲接入電路中測(cè)算電飯煲煮飯和保溫時(shí)每小時(shí)的耗電量應(yīng)注意什么問(wèn)題?

2)根據(jù)小明實(shí)驗(yàn)觀察的數(shù)據(jù),小明家的電飯煲煮飯和保溫時(shí)每小時(shí)耗電量分別為多少?由此可看出什么?

 

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