【題目】有一種WSJ﹣60型號(hào)電水壺,圖甲是電水壺的電路圖,L1為電源指示燈、L2為保溫指示燈、L3為加熱指示燈,R1、R2、R3;為指示燈的保護(hù)電阻,其大小為100kΩ左右;R為加熱器,其電阻小于100Ω;S1、S2為壓鍵開關(guān);ST溫控器是一個(gè)雙金屬片溫控開關(guān),當(dāng)溫度較低時(shí),其處于閉合狀態(tài),當(dāng)溫度升高到一定值后,會(huì)自動(dòng)斷開,從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度開關(guān)控制.
當(dāng)水壺放在底座上時(shí),就分別壓下開關(guān)鍵S1、S2,并通電路,如果插頭插入插座后,就接通了電源,電源指示燈就亮,反之就斷開.
該壺有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作狀態(tài).
當(dāng)鈕子開關(guān)撥到手動(dòng)擋時(shí),加熱電阻連入,開始加熱,水沸騰以后再將鈕子開關(guān)撥回.
當(dāng)鈕子開關(guān)撥到自動(dòng)擋時(shí),此時(shí)通過ST溫控器將加熱電阻連入,并開始加熱;當(dāng)水沸騰后,ST溫控器的觸點(diǎn)斷開,進(jìn)入保溫狀態(tài),保溫指示燈亮;當(dāng)水的溫度低于某溫度后,ST溫控器又重新接通,再次進(jìn)入加熱狀態(tài).
若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計(jì),根據(jù)以上敘述與觀察,請(qǐng)回答以下問題.
(1)在下列空格中填寫“亮”或“不亮”.
a.手動(dòng)狀態(tài)通電工作時(shí),電源指示燈 .加熱指示燈 .保溫指示燈 .
b.自動(dòng)狀態(tài)通電工作時(shí),水沸騰前:電源指示燈 ,加熱指示燈 ,保溫指示燈 .水沸騰后:電源指示燈 ,加熱指示燈 ,保溫指示燈 .
(2)現(xiàn)將一滿壺25℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需時(shí)10min.請(qǐng)汁算該電水壺的熱效率.水的比熱容c=4.2×103J/(kg℃).
(3)通過分析電水壺的電路,說明為什么處于自動(dòng)狀態(tài)下,水未沸騰前,保溫指示燈是不亮的?
【答案】(1)a.亮;亮;不亮;b.亮;亮;不亮;亮;不亮;亮.
(2)該電水壺的熱效率為87.5%.
(3)當(dāng)電水壺處于自動(dòng)狀態(tài)下,水未沸騰前,保溫指示燈與ST雙金屬片溫控器并聯(lián),且ST雙金屬片溫控器處于連通短路狀態(tài),所以保溫指示燈被短路不亮.
【解析】解:(1)a、手動(dòng)狀態(tài)通電時(shí),電源指示燈L1和保護(hù)電阻R1串聯(lián)與加熱指示燈L3和保護(hù)電阻R3串聯(lián)后并聯(lián)接入電路,形成通路,電源指示燈和加熱指示燈會(huì)亮,而保溫指示燈L2和保護(hù)電阻R2串聯(lián)的電路處于開路狀態(tài),保溫指示燈L2不亮
b、自動(dòng)狀態(tài)通電時(shí),水沸騰前由于ST溫控器處于閉合狀態(tài),將保溫電阻短路,加熱電阻接入電路,并開始加熱;這時(shí)電源指示燈亮,加熱指示燈亮,保溫指示燈不亮.當(dāng)水沸騰后,ST溫控器的觸點(diǎn)斷開,將保溫電阻接入電路,加熱電阻處于開路,進(jìn)入保溫狀態(tài)開始保溫;這時(shí)電源指示燈亮,加熱指示燈不亮,保溫指示燈亮.
(2)因?yàn)镼有=cρV(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×1×103kg/m3×1×10﹣3m3×(100℃﹣25℃)=3.15×105J,
Q總=600W×10×60s=3.6×105J,
所以η=×100%=×100%=87.5%.
(3)因?yàn)楫?dāng)電水壺處于自動(dòng)狀態(tài)下,水未沸騰前,保溫指示燈與ST雙金屬片溫控器并聯(lián),且ST雙金屬片溫控器處于連通,對(duì)保溫指示燈短路;所以保溫指示燈被短路不亮.
答:(1)a.亮;亮;不亮;b.亮;亮;不亮;亮;不亮;亮.
(2)該電水壺的熱效率為87.5%.
(3)當(dāng)電水壺處于自動(dòng)狀態(tài)下,水未沸騰前,保溫指示燈與ST雙金屬片溫控器并聯(lián),且ST雙金屬片溫控器處于連通短路狀態(tài),所以保溫指示燈被短路不亮.
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(1)加熱注入到洗衣機(jī)里的這些水,需要吸收多少熱量?
(2)向洗衣機(jī)注入熱水前天然氣表的示數(shù)是2365.89m3,洗衣機(jī)自動(dòng)停止注水時(shí)天然氣表示數(shù)應(yīng)該是多少m3?(天然氣的熱值為3.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg℃))
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(2)經(jīng)過6min加熱,水所吸收的熱量.
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