Question

【題目】熱敏電阻是一種新型的半導(dǎo)體材料，被廣泛應(yīng)用于電熱設(shè)備中，該材料溫度越高，電阻越大。小明買了一個(gè)應(yīng)用了該材料的養(yǎng)生壺，已知該材料電阻RT不小于24Ω，溫度為50℃時(shí)，RT＝40.5Ω，壺內(nèi)另一定值電阻R0＝20Ω．養(yǎng)生壺加熱過(guò)程中的平均功率等于50℃時(shí)電路的總功率。

(1)小明試著設(shè)計(jì)了養(yǎng)生壺的兩種電路圖，如圖甲、乙所示，已知小明家的電路允許通過(guò)的最大電流為10A，請(qǐng)你幫他選擇出正確的電路圖，是甲乙中的哪個(gè)？(不用書寫驗(yàn)證過(guò)程)

(2)該養(yǎng)生壺?zé)�水時(shí)的平均功率為多大？

(3)若該養(yǎng)生壺?zé)�水時(shí)消耗電能的84%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，5min能將多少千克的水從20℃加熱至100℃？[c水＝4.2×103J/(kg℃ )

Answer 1

【答案】(1)正確的電路圖是甲；(2)800W；(3)0.6kg

【解析】

(1)因小明家的電路允許通過(guò)的最大電流為10A，由可得，家庭電路的最小總電阻

因串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，且并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，甲電路圖中總電阻大于20Ω，乙電路圖總電阻小于20Ω，則正確的電路圖為甲電路圖；

(2)由題意可知，養(yǎng)生壺加熱過(guò)程中的平均功率等于50℃時(shí)電路的總功率，則該養(yǎng)生壺?zé)�水時(shí)的平均功率：

(3)該養(yǎng)生壺?zé)�水時(shí)，5min內(nèi)消耗的電能：

由可得，水吸收的熱量：

由可得，加熱水的質(zhì)量：

答：(1)正確的電路圖是甲；(2)該養(yǎng)生壺?zé)�水時(shí)的平均功率為800W；(3)若該養(yǎng)生壺?zé)�水時(shí)消耗電能的84%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，5min能將0.6kg的水從20℃加熱至100℃。