问题 填空题

如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如下表所示.

额定电压额定加热功率指示功率袋内充水自动断电温度
220V500W≤0.2W1kg65℃
(1)由题意可知,红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要   (选填“大”或“小”)得多;

(2)为了使用电热水袋更加安全,有的电热水袋里使用双重温控开关保护,也就是把两个温控开关     (选填“串联”或“并联”)起来使用;

(3)当热水袋原来的温度是15℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,则此过程中水吸收的热量是       J,电热水袋的发热效率为       .[c=4.2×103J/(kg•℃)].

答案

(1)大(2分)   (2)    串联          (2分)

(3)(5分)2.1×105、    70%

题目分析:(1)由图可见,红色指示灯L和发热体R是并联的,两电阻两端的电压相等,根据公式P=分析两电阻阻值的大小;

(2)两开关串联时,相互影响,必须都闭合电路才能工作,并联时,互不影响,闭合任何一个都能使电路工作;

(3)根据热量的计算公式Q=cm△t计算出水吸收的热量,根据W=Pt计算出消耗的电能,根据η=×100%就可以求出电热水袋的发热效率.

(1)由图可见,红色指示灯L和发热体R是并联的,两端电压相等,发热体的功率要比指示灯的功率大得多,根据电功率的计算P=,在电压U相等的情况下,功率P大的,电阻R反而小,因此发热体的电阻要小于指示灯的电阻.

故答案为:大.

(2)因为电热水袋里使用双重温控开关,也就是说只有这两个开关都闭合时,电热袋才可以工作,因此这两个开关是串联的.

故答案为:串联.

(3)热水袋中的水的质量m=1kg,温度从15℃升高到65℃,此过程中水吸收的热量是

Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(65℃﹣15℃)=2.1×105J.

消耗的电能是

W=Pt=500W×10×60s=3×105J

则该电热水袋的发热效率为η=×100%=×100%=70%.

点评:本题由电热水袋入手考查相关的物理知识,尤其是最后一问求发热袋的效率是解题的难点,关键是对公式的把握.

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