Question

【題目】電熱加濕器靠電流的熱效應工作。某種家用電熱加濕器相關參數、外形、電路簡化圖如圖所示。電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產生熱量，使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出，增加環境濕度。當加熱倉中的水減少到一定程度時，自動閥門智能打開，水由儲水箱進入到加熱倉中。

工作電壓 220V

工作頻率 50Hz

最大運行功率 40W

儲水箱容量

尺寸高 315mm，底部直徑 168mm

滿水工作時間高氣霧量10h，低氣霧量24h

當氣霧調節器R2的滑片移到最左邊時，加濕器以最大運行功率工作，求電熱絲R1的電阻值。

如果加熱倉內冷水的溫度為20℃，用最大運行功率工作，經過 5min36s，水沸騰產生蒸氣，求加熱倉中水的體積。[c水=4.2×103J/(kg℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，電熱絲R1產生的熱量全部被水吸收，環境為標準大氣壓

當滑片移到最右端時，氣霧調節器R2的阻值為990Ω，加濕器以最低氣霧量工作，求此時電熱絲R1的電功率是多少瓦？

Answer 1

【答案】（1）1210Ω；（2）40cm3；（3）12.1W

【解析】

（1）當氣霧調節器R2的滑片移到最左邊時，氣霧調節器被短路，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：水的質量m===0.04kg，由ρ=得：水的體積：V===4×10-5m3=40cm3；

（3）當滑片移到最右端時，氣霧調節器和電熱絲串聯，電路中的電流：I===0.1A，電熱絲R1的電功率：P1=I2R1=(0.1A)2×1210Ω=12.1W。