Question

【題目】電熱加濕器在工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，某家用電熱加濕器的外形（如圖甲所示）、電路簡化圖如圖乙所示，電熱絲浸沒在加熱倉水中產(chǎn)生熱量，使加熱倉中水沸騰變成水蒸氣噴出，增加環(huán)境濕度，當加熱倉中水減少到一定程度時，自動閥門智能打開，水由儲水箱進入到加熱倉中。

（1）當氣霧調(diào)節(jié)器R2滑片移到最左邊時，以最大運行功率工作，求電熱絲R1電阻值。

（2）如果加熱倉內(nèi)冷水溫度為200C，用最大運行功率，經(jīng)過5min，水沸騰產(chǎn)生蒸氣，求加熱倉中水體積。[c水=4.2×103J/（kg0C）、ρ水=1×103kg/m3，假設(shè)電熱絲R1產(chǎn)生熱量全部被水吸收，環(huán)境為1標準大氣壓]。

（3）當滑片移到最右端時，氣霧調(diào)節(jié)器R2阻值為600Ω，以最低氣霧量，求此時電熱絲的R1電功率是多少瓦？24小時R1消耗多少度電？（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】（1）1210Ω（2）36cm3（3）0.4kWh

【解析】解：（1）當氣霧調(diào)節(jié)器R2滑片移到最左邊時，R2阻值為0，加濕器以最大運行功率工作，則P=40W，根據(jù)可得，

電熱絲R1的阻值

（2）電熱絲R1經(jīng)過5min產(chǎn)生熱量

由可得，加熱倉中水的質(zhì)量

所以加熱倉的體積

(3) 當滑片移到最右端時，氣霧調(diào)節(jié)器R2阻值為600Ω，R1與R2串聯(lián)，則電路的總電阻R總=R1+R2=1210Ω+600Ω=1810Ω，

此時電熱絲的R1電功率

則24小時R1消耗的電能W=P1t=0.0179kW×24h≈0.4kwh。

答：（1）電熱絲R1電阻值為1210Ω，（2）加熱倉中水體積為36cm3。（3）此時電熱絲的R1電功率是17.9W，24小時R1消耗0.4kwh的電能。