问题标题:
【如图是一个加热、保温电路的一部分.电热丝R1规格为“220V1100W”,限流电阻R2=506Ω.电路的工作原理是:当温控开关S接a时,电热丝R1接入电路,电路处于加热状态;当达到一定温度时,温】
问题描述:
如图是一个加热、保温电路的一部分.电热丝R1规格为“220V 1100W”,限流电阻R2=506Ω.电路的工作原理是:当温控开关S接a时,电热丝R1接入电路,电路处于加热状态;当达到一定温度时,温控开关S自动从a切换到b,电路处于保温状态.正常工作时,加热功率1100W,保温功率88W.(电源电压保持不变,电阻不随温度变化.)
(1)请你按照上述原理,对右图进行连线,使它成为完整的电路图;
(2)在1标准大气压下,使用(1)中已经连接完整的电路正常加热时,将2L 水从20℃的加热至沸腾需要多少时间(假定电热丝消耗的电能全部转化为热能被水吸收.水的比热C=4.2×103 焦/(千克.℃)]
(3)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时,R1烧毁了.有人想使电路恢复正常工作,设计了下面方案.请通过计算、分析,对两个方案作出评价:
方案一:用“220V 220W”电热丝R3、“220V 880W”电热丝R4串联替代R1;
方案二:用两根都是“220V 550W”的电热丝R5并联替代Rl.
(4)请你选用下表所提供的电热丝,再设计一个方案,使(3)中损坏的电路恢复正常工作,并说明设计理由.
电热丝:
符号 | R6 | R7 | R8 | R9 |
规格 | 220V 500W | 220V 600W | 220V 2200W | 110V 550W |
数量 | 1 | 1 | 2 | 3 |
杜锡钰回答:
(1)接a时,只有电阻R1工作,处于加热状态,接b时,两电阻都工作,处于保温状态,如图所示:
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=cρV△t=4.2×103J/kg•℃×103kg/m3×2×10-3m3×(100℃-20℃)=6.72×105J,
∵Q吸=W=Pt
∴t=Q
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