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。

（1）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。

（2）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=1×103kg/m3，電熱絲R1產生的熱量全部被水吸收。環境為標準大氣壓]

（3）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(tt0)得：水的質量m＝ ＝＝0.04kg，由ρ＝得：水的體積：V＝ ＝4×105m3.(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)2×1210Ω12.1W.