Question

【題目】如圖是小華同學家的水族箱，箱內盛水量為45L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環境，箱內裝有一個“220V 220W”的電加熱棒給水加熱，內部電路圖如圖-2所示，當水溫升到設定值時加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內水溫穩定在一定范圍之內，水溫隨時間變化圖像如圖所示。求：（g=10N/kg，計算結果保留一位小數）

（1）水族箱內水的質量是______ kg；水族箱正常工作時，通過電加熱棒的電流為_______A。

（2）電加熱棒正常工作給水加熱時，0～400min內水族箱內的水吸收的熱量及電加熱棒加熱時的工作效率_________。

（3）為了延長水溫升高的時間，需在電路中串聯一個200Ω的限流保護電阻，請計算加熱棒在加熱過程中的實際功率___________。

Answer 1

【答案】45 1 85.9% 60.4W

【解析】

（1）箱內盛水的體積為V水=45L=4.5，由可得，水的質量為m水=V水=1.0kg/4.5=45kg.

由P=UI可得，正常工作時通過點加熱棒的電流：I=1A。

（2）由題意可知，加熱過程中溫度由22加熱到28，加熱時間為100min，水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2J/(kg45kg(2822)=1.134J,

由P=可得,消耗的電能:W=Pt=220W10060s=1.32J.

電加熱棒給水加熱的效率：=100==85.9。

（3）加熱棒的電阻為R加熱棒=電路中串聯一個200Ω的限流保護電阻，則電路中的電流為I=A。則加熱棒在加熱過程中的實際功率P實=220=60.4W。