Question

【題目】圖甲是芳芳家某型號電熱加濕器的原理圖,下表丙為其部分技術參數。R1、R2為發熱電阻,不考慮溫度對電阻的影響,且R2=3R1,S為旋轉型開關,1、2、3,4為觸點,，通過旋轉開關S可實現“關”“低檔”高檔”之間的切換（低檔為小功率加熱，高檔為大功率加熱）

（1）求加濕器處于低檔位置時的發熱功率;

（2）某次使用加溫器工作時,加濕器注水倉中加注冷水已達到最大注水量。如圖乙所示是該次使用加濕器工作30min的圖象,請計算加濕器在高檔正常工作時消耗的電能。如果電阻R1在此次高檔加熱時產生的熱量全部被水吸收,可以使注水倉中冷水的溫度升高多少℃?[計算結果保留整數,水的比熱容為4.2×10３J/（kg·℃]

（3）一天,芳芳斷開家中其他所有用電器,只接通加濕器在低加熱,發現家中如圖丁所的電能表的轉盤在5min內轉了27圈,求此時電阻R１的實際加熱功率是多少?

Answer 1

【答案】（1）100W （2）14 （3）120W

【解析】

（1）由電路圖可知，開關接2、3時電路為兩電阻串聯電路，開關置于3、4時只有R1連入電路，比較兩種情況下電路中的總電阻，根據P=可知其功率關系，功率大的加熱狀態，否則為保溫狀態；

（2）水箱裝滿水時水的體積和水箱的容積相等，根據m=ρV求出水的質量，根據W=Pt求出加熱30min水吸收的熱量，不考慮熱損失W=Q吸，根據Q吸=cm△t求出水升高的溫度．

（3）根據題意求出轉27圈消耗的電能，根據P=求出點加熱器實際加熱功率。

（1）由圖甲知，開關S接“1、2”時電路斷路為關；“2、3”時兩電阻串聯，接“3、4”時只有R1接入電路，電源電壓一定，由P＝可知，接“2、3”時電阻最大，為低檔，接“3、4”時電阻最小，為高檔；由圖乙知，高檔功率可得R1的阻值：R1＝＝121Ω；由題知，R2＝3R1，低檔發熱功率：P低＝＝100W；（2）由圖乙知，工作30min時，其中高檔10min，低檔20min，所以加濕器在高檔正常工作時消耗的電能：W＝W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J。高檔加熱時產生的熱量全部被水吸收即W高耗＝Q水＝2.4J,解得14.（3）電能表表盤上的參數2700r/kw.由題意得電能表的轉盤在5min內轉了27圈消耗的電能Wkwh kwh, 此時電阻R１的實際加熱功率P0.12kw120W.