冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用如图所示,是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如表所示,求:
榨汁杯部分参数表 | |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 300W |
保温功率 | 80W |
榨汁功率 | 66W |
容量 | 300mL |
(1)仅榨汁时的正常工作电流;
(2)R2的阻值;
(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%,给杯子盛满果汁并加热,使其温度升高30℃,要加热多长时间。(,)
(1)0.3A;(2)220Ω;(3)160s
【解析】(1)仅榨汁时的正常工作电流
I==0.3A
(2)仅闭合开关S2和S3时,R1和R2并联,电路的总电阻较小,由P=可知电功率较大,榨汁杯处于加热挡,仅闭合开关S2时,只有R1的简单电路,电路的电阻较大,由P=可知电功率较小,处于保温挡,R2的功率
P2=P-P1=300W-80W=220W
R2的阻值
R2==220Ω
(3)果汁的质量
m=ρ果汁V=1.2×103kg/m3×300×10-6m3=0.36kg
果汁吸收的热量
Q吸=c果汁mΔt=4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃=4.32×104J
消耗的电能
W==4.8×104J
加热时间
t=