问题 计算题

如图是一个给冷水加热后向外供应热水的实验装置图.为了在同时开放进水管和出水管时,保证水箱内的贮水量及出水管流出 的水温度恒定,在箱内安装了两根阻值分别为R1 、R2 的电热丝来   进行加热,当滑动变阻器的滑片P 位于中点处,且3 与1 相连时,   装置能正常供应某一恒定温度的热水,此时电压表的示数为U1 ,   电热丝发热的总功率为P ;当滑动变阻器的滑片P 位于距右端  1/3 处,且3 与4 相连时,装置能正常供应另一恒定温度的热水,   此时电压表的示数为U2 ,电热丝发热的总功率为P’,滑动变阻器   的功率为20 W. 已知U1: U2=2:1 ,P:P’=16:15.   求:

(1) 电热丝的阻值R1: R2 ; 

(2) 若将1 与3 相连,同时4 与2 相连,滑动变阻器的滑片P 位于最右端来完成供热,电热丝产生2.88 ×106 J 的热量,则需要加热多长时间?(忽略热量损失)

答案

解:当滑动变阻器的滑片P 位于中点处,且3 与1 相连时,如图甲.   当滑动变阻器的滑片P 位于右端1/3 ,且3 与4 相连时,如图乙.   将1 与3 相连,同时4 与2 相连,滑动变阻哭的滑片P 位于最右端时,如 图丙.

(1)由图甲、图乙可得

R2=1.5R1

(2)由图甲、图乙可得:

∴R=1.5R1=R2

由图乙可得:R1: R2:=2:3:1(R1:R2:R=2:3:3),

PR1:PR2:PR=2:3:1,  ∵PR=20W,

∴ P 总2 = PR1+PR2+PR = 40 W +60 W +20 W = 120 W.

由图丙得:R 总3=

由图乙可知:∵R=1.5R1    ∴R 总2=R1+R2+=R1+1.5R1+= 3R1

由图乙、丙可得:

∴ P 总3 =600 W.

由图丙可得:Q =W= P 总3.t ,

单项选择题
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