小明家买回一台新型快速电热水壶,其工作电路如图所示.S为温控开关,R1为电热管,R0为保温电阻.该电热水壶的加热功率为1100W,加热一满壶水的时间一般为5min,当瓶内水烧开时,其温控开关S自动断开,电热水壶处于保温状态,保温总功率为22W.问:
(1)当用该热水壶加热时,流过电热管R1的电流是多少?
(2)将一满壶水烧开需要消耗的电能是多少?
(3)要使电热水壶满足保温功率,保温电阻R0电阻应取多大值?
(1)由P=UI可得,当用该热水壶加热时,流过电热管R1的电流:
I=
=P加热 U
=5A;1100W 220V
(2)将一满壶水烧开需要消耗的电能:
W=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J;
(3)由P=
可得,R1的电阻:U R
R1=
=U2 P加热
=44Ω,(220V)2 1100W
保温时电路中的总电阻:
R=
=U2 P保温
=2200Ω,(220V)2 22W
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,保温电阻R0电阻:
R0=R-R1=2200Ω-44Ω=2156Ω.
答:(1)当用该热水壶加热时,流过电热管R1的电流是5A;
(2)将一满壶水烧开需要消耗的电能是3.3×105J;
(3)要使电热水壶满足保温功率,保温电阻R0电阻应取2156Ω.