如图是研究电流热效应的实验装置图.两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油,烧瓶A中电阻丝的阻值为4Ω,烧瓶B中的电阻丝标识已看不清楚.当闭合开关,经过210s的时间,烧瓶A中的煤油温度
问题描述:
如图是研究电流热效应的实验装置图.两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油,烧瓶A中电阻丝的阻值为4Ω,烧瓶B中的电阻丝标识已看不清楚.当闭合开关,经过210s的时间,烧瓶A中的煤油温度由20℃升高到24℃,烧瓶B中的煤油温度由20℃升高到22℃.假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,电阻丝的阻值不随温度变化,电源电压保持不变,已知煤油的比热容c=2.1×103J/(kg•℃).求:
(1)在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量;
(2)烧瓶B中电阻丝的阻值;
(3)电源的电压及电路消耗的总功率.
答
(1)烧瓶A中煤油吸收的热量:
QA=cm△tA
=2.1×103J/(kg•℃)×0.1kg×(24℃-20℃)=840J;
(2)∵两烧瓶中煤油的质量mA=mB、△tB=
△tA,1 2
∴烧瓶B中煤油吸收的热量:
QB=
QA=1 2
×840J=420J;1 2
∵Q=I2Rt,两电阻丝RA、RB串联,
∴RB=
RA=1 2
×4Ω=2Ω;1 2
(3)由QA=I2RAt得电路中的电流:
I=
=
QA
RAt
=1A,
840J 4Ω×210s
电源电压:
U=I(RA+RB)=1A×(4Ω+2Ω)V=6V.
电路消耗的总功率:
P=UI=6V×1A=6W.
答:(1)在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量为840J;
(2)烧瓶B中电阻丝的阻值2Ω;
(3)电源的电压为6V,电路消耗的总功率6W.