Question

【題目】如圖甲所示的電熱油汀，是一種充油式取暖器，這種取暖器在腔體內(nèi)電熱管周圍注有導(dǎo)熱油。當(dāng)接通電源后，電熱管周圍的導(dǎo)熱油被加熱，利用導(dǎo)熱油的對流循環(huán)對周圍空間環(huán)境進(jìn)行加熱。當(dāng)油溫達(dá)到85℃時，溫控開關(guān)會自行斷開電源，電熱管停止如熱。圖乙是電熱油汀加熱電路的簡化圖，已知油汀的額定電壓是220V，有高、中、低三個檔，正常工作時最大功率為2000W，加熱電阻R1、R2阻值一定，R1>R2，其中R1的阻值為96.8Ω.油汀中所裝導(dǎo)熱油的質(zhì)量為5kg，導(dǎo)熱油的比熱容為2×103J/（kg·℃）。求

（1）油汀以最大功率正常工作時的總電阻。

（2）油汀在中溫檔正常工作時的功率。

（3）油汀在高溫檔正常工作時，若電熱管對導(dǎo)熱油加熱時的熱效率為40%，將導(dǎo)熱油從5℃加熱到85℃需要的最短時間是多少?

Answer 1

【答案】(1)24.2Ω；(2)500W；(3)1000s

【解析】

(1)由可得油汀以最大功率正常工作時的總電阻為：

(2)由于電源電壓不變且R1>R2，則由可知只閉合S1和溫控開關(guān)時，油汀為中溫檔工作，則此時功率為：

(3)將導(dǎo)熱油從5℃加熱到85℃吸收的熱量為：

由于電熱管對導(dǎo)熱油加熱時的熱效率為40%，則電熱器放出的熱量為：

由于油汀為純電阻，則消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則由可求需要的加熱時間最少為：

答：(1)油汀以最大功率正常工作時的總電阻為24.2Ω；

(2)油汀在中溫檔正常工作時的功率500W；

(3)將導(dǎo)熱油從5℃加熱到85℃需要的最短時間是1000s。