1、第十三章 电功和电功率专题训练 12以电热器为载体的综合计算 见习题见习题123提示：点击进入习题见习题见习题45见习题答案显示1如图所示的是一种常见的电热水袋，其性能参数如表格所示。已知该电热水袋的加热效率为80%，水的比热容c4.2103 J/(kg)，水的密度1.0103 kg/m3。将袋内20 的水加热到自动断电，求：(1)袋内水吸收的热量。额定电压 额定加热功率 220 V 400 W 袋内充水 自动断电温度 1.0 L 60 解：袋内水的质量mV1.0103 kg/m31.0103m31 kg，袋内水吸收的热量Qcm(tt0)4.2103J/(kg)1 kg(60 20)1.681
2、05 J。(2)需要的加热时间。返回 解：消耗电能 WQ1.68105 J80%2.1105 J，需要的加热时间 tWP2.1105 J400 W 525 s。22021永州某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路图如图甲所示，定值电阻R1的UI图像如图乙所示。已知U220 V、R2525.8、c水4.2103 J/(kg)、水1.0103 kg/m3。(1)求定值电阻R1的阻值。解：由题图乙可知：当U112.1 V时，通过R1的电流为I10.5 A，R1的阻值：R124.2。U1I1 12.1 V0.5 A(2)当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于_挡位，求电热水壶此挡位的
3、功率。保温解：此时电路中的总电阻：RR1R224.2 525.8 550，则保温功率：P保温88 W。U2R（220 V）2550(3)已知电热水壶加热效率为80%，将1.5 L水从20 加热到100，求水吸收的热量和加热所需时间。解：水的体积V1.5 L1.5103 m3，水的质量：m水V1.0103 kg/m31.5103 m31.5 kg，水吸收的热量：Q吸c水m(tt0)4.2103 J/(kg)1.5 kg(100 20)5.04105 J，需要消耗的电能：W6.3105 J。开关S1、S2均闭合时，Q吸 5.04105 J80%返回 R2短路，电热水壶处于加热挡，电热水壶的加热功率
4、：P加热2 000 W，加热时间：t315 s。U2R1（220 V）224.2 WP加热6.3105 J2 000 W32021盘锦如图甲所示的是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220 V，高温挡功率为1 200 W。其内部电路如图乙所示，电热丝R160.5。水的比热容c4.2103 J/(kg)：(1)将水箱中0.2 kg的水从10 加热到100，需要吸收的热量。解：将水箱中0.2 kg的水从10 加热到100，需要吸收的热量：Qcmt4.2103 J/(kg)0.2 kg(100 10)75 600 J。(2)求电热丝R2的阻值。解：当开关旋至1和2位置时只有
5、R1连进电路，处于低温挡，可求得此时的功率：P1800 W，当开关旋至2和3位置时，R1和R2并联，处于高温挡，则R2单独的功率：P2PP11 200 W800 W400 W，电热丝R2的阻值：R2 U2R1（220 V）260.5 U2P2（220 V）2400 W121。(3)若用高温挡加热这些水，所需时间为1 min 10 s，求挂烫机的加热效率。返回 解：高温挡加热水所需的总电能：WPt1 200 W70 s84 000 J，挂烫机的加热效率：QW100%75 600 J84 000 J100%90%。4如图甲所示的是沐浴用的即热式电热水器，即热式电热水器水流过即热，无须像储水式电热水
6、器那样先将水加热至一定温度时方可使用，可以减少散热造成的能量损失，具有体积小、节能的优点。(1)由于即热式电热水器是利用电流的热效应工作的，当加热功率一定时，人们调节水流大小，水流越_(填“大”或“小”)越热，反之越凉。小(2)即热式电热水器的加热器分别由四个阻值为R1、R2、R3、R4(R1R2R3R4)的电热丝通过多个挡位控制，得到多种不同的连接方式，但每种连接方式最多只有2个电热丝参与连接，现选取其中的四种连接，如图乙所示，在这四种连接中，加热功率最大的是_(填序号)。(3)若要得到比图乙中四种连接方式更小的加热功率，可以采取的连接方式是_。返回 R3和R4串联接入电路 52021德州模
7、拟如图甲所示的为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温挡功率为1 100 W。已知R155。(1)求处于高温挡时电饭锅正常工作电路中的总电流是多大？解：高温挡时电饭锅正常工作电路中的总电流：IP高U 1 100 W220 V 5 A。(2)求电热丝R2的阻值。解：由电路图知，当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，电热丝R1、R2并联，通过R1的电流：I14
8、A，通过R2的电流：I2II15 A4 A1 A，R2的阻值：R2220。UR1220 V55 UI2220 V1 A(3)当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。解：由电路图知，当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，电热丝R1和R2串联，电路的总电阻：R总R1R255 220 275，此时电路消耗的功率：P低176 W。U2R总（220 V）2275(4)图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。返回 解：由电路图知，只闭合开关S1时，只有电热丝R1接入电路，处于中温挡。此时电路消耗的功率：P中880 W，结合丙图，电饭锅煮饭过程中消耗的总电能：WW1W2W3P高t1P中t2P低t31 100 W1060 s880 W1560 s176 W560 s1.504 8106 J。U2R1（220 V）255
