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（2013•甘肃模拟）纳米技术应用于高科技，在生产生活中也得到广泛应用，如纳米洗衣机，纳米冰箱等，如图所示是纳米电热水器

来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/15 15:23:16
（2013•甘肃模拟）纳米技术应用于高科技，在生产生活中也得到广泛应用，如纳米洗衣机，纳米冰箱等，如图所示是纳米电热水器的电路原理图，如表为纳米电热水器的部分技术参数，设阻值均不受温度影响，S为档位开关，使用时接入家庭电路中，
型号额定电压（V）水箱容量（L）频率Hz额定功率（KW）
DJW40N22040500.5/1.0/2.2
DJW50N22050500.5/1.0/2.2
DJW60N22060500.5/1.0/2.2
（1）S接哪一档时（1、2或3）为低温档，并说明理由．
（2）根据表中所给数据，计算出R1、R2、R3的阻值．
（3）若DJW50N型电热水器的效率为80%，则使用中温档将一箱水从20℃加热到80℃需要多长时间？
（1）接3时为低温档，因为此时电阻最大，电流最小，电功率最小；
（2）当接1时为高温档，电路只有R1接入电路，额定功率P1=2.2kW=2200W，
则R1=
U2
P1=
(220V)2
2200W=22Ω；
当接2时为中温档，电路为R1、R2串联，额定功率P2=1kW=1000W，
则R′=
U2
P2=
(220V)2
1000W=48.4Ω，
 R2=R′-R1=48.4Ω-22Ω=26.4Ω；
当接3时为低温档，电路为R1、R2、R3串联，额定功率P3=0.5kW=500W，
则R″=
U2
P3=
(220V)2
500W=96.8Ω，
R3=R″-R′=48.4Ω；
（3）由ρ=
m
V可得，电热水器中水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（80℃-20℃）=1.26×107J，
∵η=
Q吸
W×100%，
∴消耗的电能：
W=
Q吸
η=
1.26×107J
80%=1.575×107J，
由W=Pt可得，加热时间：
t=
W
P=
1.575×107J
1000W=15750s．
答：（1）S接3时为低温档，因为此时电阻最大，电流最小，电功率最小；
（2）R1、R2、R3的阻值依次为22Ω、26.4Ω、48.4Ω；
（3）用中温档将一箱水从20℃加热到80℃需要15750s．
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