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第十八章 专题训练 多挡位电热器综合计算
1.小明家买了一台电烤箱,发热功率有高、中、低三个挡位。小明根据电烤箱的工作情况,跟同学们在实验室组成的模拟电烤箱的实验电路如图所示。电源输出电压稳定为6V,两个发热电阻分别为R1=10Ω,R2=20Ω。单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通。请你参与小明他们的研究,分析和解答以下问题:
(1)两个开关分别处于什么状态时,模拟电烤箱电路处于“低”挡位?为什么?
(2)模拟电烤箱电路处于“中”挡位工作时,消耗的电功率是多少?
(3)模拟电烤箱电路处于“高”挡位工作时,通电10min,电流产生多少热量?
2.如图a的养生壶有保温、蒸煮两挡功能,图b是其简化电路图,S是旋钮式开关,R1、R2是两个加热电阻,养生壶的部分参数如图。
项目
参数
额定电压/V
220
保温功率/W
200
蒸煮功率/W
?
容积/L
1
求:(1)壶中加满水,蒸煮5min能使初温为20℃的水升高到70℃。养生壶的蒸煮效率为70%,则蒸煮功率多大?
(2)R1和R2的阻值是?
3.适当泡足有利于身体健康。小綦家中有一个电热浴足盆,其部分铭牌信息如图所示,图乙为该电热浴足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,可以切换该电热浴足盆的工作档位。求:
(1)该电热浴足盆的额定加热电流为多大?
(2)电热丝R1、R2的阻值各为多少?
(3)在用电高峰,小綦关闭家中其它所有用电器,只让该电热浴足盆通电,使其处于加热状态工作了1.5min,如图丙所示的电能表转盘转动了50转,则该电热浴足盆加热的实际功率为多少?
型号
B18-A2
额定电压
220V
额定加热功率
968W
额定保温功率
80W
4.如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω,加热杯的部分参数如下表所示。求:
额定电压
220V
高温挡功率
1100W
中温挡功率
440W
低温挡功率
容量
1L
(1)用此加热杯使1L水从20℃烧开(标准气压下),水吸收的热量是多少?
(2)R1___________R2(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)加热杯的低温挡功率是多少?(写出计算过程)
5.小明家新安装了如图甲所示是一种速热水龙头,图乙是它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝,其部分参数可参照铭牌所示,试回答或求解下列问题:
品名:快速电热水龙头
额定电压
220V
温水电流
5A
热水电流
15A
出水温度
30℃-60℃
(1)计算出R1和R2的电阻值;
(2)出热水时速热水龙头1min内能将1.5kg的水从10℃加热到35℃,求水吸收的热量和此速热水龙头的加热效率(效率的结果保留两位有效数字,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))。
6.我校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图如图及技术参数如下,R1和R2均为电热丝且电阻值恒定。根据师生们的设计,求:
额定电压
220V
正常工作电流
高温挡
5A
低温挡
2A
(1)电热丝R1、R2的阻值;
(2)电烘箱在低温挡时正常工作时,R2的功率;
(3)在用电高峰期电烘箱在高温挡时的实际功率为891W,求实际电压。
7.空气炸锅,因其烹制食物脂防含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻,R1=50Ω,R2=200Ω,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,当开关S1闭合,开关S接b端时为高温挡;开关S1闭合,开关S2断开时为中温挡。求:【薯条的比热容c = 3.63×103 J/(kg·℃)】
(1)中温挡正常工作时,通过电阻R2的电流;
(2)高温挡正常工作时,求R1、R2消耗的总功率;
(3)使用空气炸锅高温挡加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,若空气炸锅电能转化为热能效率为75 %,求一次炸熟200g薯条需要的时间。
8.图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求:
(1)S和S1均