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我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床--“韩式电热坑”.其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态,当温度超过某一警戒温度时自动断
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问题描述:

我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床--“韩式电热坑”.其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态,当温度超过某一警戒温度时自动断开,扇形导体S为旋转型选档开关,可绕O点旋转,每次都和相邻的两触点同时接触,从而实现关、低、中、高四个档位的转换(档位顺序未知,电功率越大档位越高).小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率.他先关闭家里其它所有的用电器,然后将S旋转到与触点1、2连接,观察发现家里标有“3000r/(kW•h)”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转.已知R1和R2是发热电阻,R2的阻值是R1的2倍,其它电阻忽略不计,小明家电压恒为220V.完成下列问题:

(1)当S与触点1、2接触时,电热炕功率是多少?

(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是多少?

(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度?

(无热损失,c水=4.2×103J/(kg•℃),结果保留1位小数.)

孙丽回答:
  (1)分析可知,当S与触点1、2接触时,电路为R1的简单电路,1min内电热炕消耗的电能:W1=20r3000r/kW•h=1150kW•h=2.4×104J;由P=Wt可得,电热炕功率:P1=W1t=2.4×104J60s=400W;(2)由P=U2R可得,R1=U2P1=(220V...
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