在课外科技活动中,小宇设想了两种饮水机加热电路的方案.
额定电压 | 220V |
加热功率 | 880W |
保温功率 | 88 W |
最高温度 | 95℃ |
加热效率 | 90% |
方案2:如图乙,R1是电加热管,安装在加热水槽内,R2为定值电阻,安装在加热水槽外面.
电路中S是一个温控开关,当水槽内水温低于80℃时,它位于加热端,饮水机处于加热状态,水被迅速加热,温度达到95℃时,S自动切换到另一端,让饮水机处于保温状态.
小宇为它设计的饮水机制作了铭牌,铭牌上的主要技术参数如表所示.
回答问题:(1)请对两个电路进行评估.设计合理的电路是_______(甲/乙).简述其理由.理由:____________________________________________________________________________
(2)如果饮水机的结构如图乙,从开始通电到水温升到最高,所用时间10min.则消耗的电能为_________J,水的内能增加了_______J.
(3)如果饮水机的结构如图甲.加热管R1的电阻是多大?加热管R2的阻值是多大?
(4)为了显示是加热还是保温,小宇在图中的适当位置串联了两个指针灯,用红色表示正在对水加热,绿色表示保温.请你在甲图安装绿灯的位置处,画出灯泡的符号.
(1)甲;甲图所示的电路,保温状态时,电阻R1、R2消耗的电能都用于水的保温.乙图所示的电路,保温状态时,只有电阻R1消耗的电能用于水的保温,定值电阻R2消耗的电能没有得到利用.(学生若能说明“乙图,因R1远小于R2,R2消耗的电能远多于R1,保温时能量的转化效率很低”、“保温状态时,甲图的能量的转化率远高于乙图”更好).
(2);
(3)
(4)位置正确
题目分析:(1)甲;甲图所示的电路,保温状态时,电阻R1、R2消耗的电能都用于水的保温.乙图所示的电路,保温状态时,只有电阻R1消耗的电能用于水的保温,定值电阻R2消耗的电能没有得到利用.(学生若能说明“乙图,因R1远小于R2,R2消耗的电能远多于R1,保温时能量的转化效率很低”、“保温状态时,甲图的能量的转化率远高于乙图”更好).
(2);
(3)加热管R1的电阻
保温时总电阻
加热管R2的阻值
(4)位置正确
点评:此题是一道电学和生活实际相结合的试题,涉及到热量、电功率等的计算,难度较大。