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1. 如图甲所示的电饭锅,额定电压为220V,加热功率为1210W。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,由开关S调节,其中R
1
和R
2
均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1)
电阻R
1
的阻值:
(2)
小明利用电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其它用电器,让电饭锅处于“保温”状态下正常工作,观察在10min内电能表转盘转了30圈。求该电饭锅保温功率。
(3)
小明上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值范围为81%≤η<86%(热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值)。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃,电饭锅正常工作用时700s。已知c
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃),请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
【考点】
热量的计算; 电能表参数的理解与电能的求法; 电功率计算公式的应用;
【答案】
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1. 如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器,其工作原理为:加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度。下表是小科从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数,其发热电路如图所示,R
1
、R
2
为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,通过能转可以实现挡位的转换。
(1)
R
1
的阻值为多少?
(2)
该加湿器在低档时的发热功率是多少?
(3)
小科在开始加热前测得水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压,若从加热到沸腾最短时间为3分钟,则该电热槽中水的质量是多少千克?(不计热损失,c
水
=4.2×10
3
J(kg·℃),结果保留两位小数)
解答题
困难
2. 彤彤家里有一台电热锅,它的一些参数如表中所示,加热功率有高、低两个挡位,其内部简化电路如图甲所示。(水的比热容为4.2×10
3
J/(kg·℃)。
(1)
电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大?
(2)
若将锅中550g的水从20℃加热到100℃,若加热过程中不计热量损失,则高挡位需正常工作多长时间?
(3)
爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示,也有高、低两个挡位。已知该电热锅允许通过的最大电流为8A,请判断乙图电路是否合理,并通过计算说明原因。
解答题
困难
3. 图甲为小Q家刚买的某款电热毛巾架,额定电压220伏,简化的工作电路如图乙,该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换,图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。
请完成下列问题:
(1)
加热状态下,毛巾架正常工作时的电流为多大?
(2)
图乙电路中定值电阻R
0
、R
1
的阻值各为多少欧?
(3)
毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能?
(4)
某日小Q想检验自家电热毛巾架加热状态时的实际功率是否与额定功率一致。小Q关掉家里所有其他用电器,单独让电热毛巾架工作,观察到自家电能表表盘(如图丁)3分钟内指示灯闪烁了64次,则电热毛巾架这段时间内工作的实际功率为多大?
解答题
普通