Question

18．某款家用蒸汽掛燙機（圖甲）的工作電路原理如圖乙所示，R₁，R₂為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點，S₂為旋轉開關，實現關、低檔、高檔的轉換，其高檔時的額定功率為1000W．使用時，水箱中一部分水通過進水閥門進入電熱杯受熱至沸騰，產生的水蒸氣通過蒸汽軟管從蒸汽噴頭噴出，從而熨燙衣服．請解答：
（1）用來制作蒸汽軟管的材料應具有什么樣的物理特點或性質？請寫出一點：耐高溫，柔韌性好．
（2）求發(fā)熱電阻R₁的阻值．
（3）將電熱杯內0.2kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時間是多少？[設無熱損失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

Answer 1

分析 （1）根據使用要求和所處環(huán)境分析材料特點；
（2）當處于高溫檔位時，兩個電阻并聯，當電阻相等，在電壓相等時，功率相等，利用高檔位電功率求出R₁的功率，最后利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出電阻；
（3）利用水的吸熱公式求出水吸收的熱量，結合Q=W與t=$\frac{W}{P}$求出時間．

解答 解：
（1）因為利用熱的水蒸氣工作，所以所用軟管需要具有耐高溫、柔韌性好、質量小的特點；
（2）當處于高溫檔時，兩電阻并聯，又R₁=R₂，
故P=P₁+P₂=2P₁，則P₁=$\frac{1}{2}$P=$\frac{1}{2}$×1000W=500W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得發(fā)熱電阻R₁的阻值為：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{（220V）^{2}}{500W}$=96.8Ω；
（3）水吸收的熱量為：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃-20℃）=67200J
由Q=W=Pt得：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{Q}{P}$=$\frac{67200J}{1000W}$=67.2s．
答：（1）耐高溫，柔韌性好；
（2）發(fā)熱電阻R₁的阻值96.8Ω；
（3）需要的最短時間是67.2s．

點評 此題主要考查了用電器材料的選擇、利用電功率公式進行計算求解電阻和物質吸熱以及電功率公式求時間，應該熟知公式注意單位的統(tǒng)一．