Question

（2010?綏化一模）電熱水壺是有電熱管快速加熱水的家用電器，電熱水壺銘牌如下表，壺內(nèi)工作電路如圖所示．當(dāng)壺內(nèi)水燒開時(shí)，其溫控開關(guān)S會(huì)自動(dòng)斷開，電熱水壺處于保溫狀態(tài)．銘牌上的保溫功率即保溫時(shí)電路總功率．請(qǐng)你根據(jù)體重給出的條件，計(jì)算出五個(gè)有關(guān)的物理量．

容量	額定功率	保溫功率	額定電壓
2.5kg	1 100W	40W	220V

Answer 1

分析：由電路圖可知，當(dāng)S閉合時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路為加熱狀態(tài)，結(jié)合銘牌可求R₁的電阻、加熱時(shí)電路中的電流；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路為R₁、R₀串聯(lián)，此時(shí)為保溫狀態(tài)，結(jié)合銘牌可求出保溫時(shí)電路的電流、電路的總電阻，進(jìn)一步可求R₀的阻值，再根據(jù)歐姆定律可求保溫時(shí)R₁和R₀兩端的電壓、實(shí)際電功率；根據(jù)G=mg可求一壺水的重力，根據(jù)密度公式可求壺的容積等．

解答：解：（1）R₁的電阻R₁=

U額2

P額

=

(220V)2

1100W

=44Ω；
（2）加熱時(shí)電路中的電流I=

P額

U額

=

1100W

220V

=5A；
（3）保溫時(shí)電路的電流I_保=

P保

U額

=

40W

220V

=

2

11

A≈0.18A；
（4）保溫時(shí)電路的總電阻R_總=

U額2

P保

=

(220V)2

40W

=1210Ω；
（5）R₀的阻值R₀=R_總-R₁=1210Ω-44Ω=1166Ω；
（6）保溫時(shí)R₁兩端的電壓U₁=I_保R₁=

2

11

A×44Ω=8V；
（7）保溫時(shí)R₀兩端的電壓U₀=U-U₁=220V-8V=212V；
（8）保溫時(shí)R₁消耗的功率P₁=I_保²R₁=（

2

11

A）²×44Ω≈1.45W；
（9）保溫時(shí)R₀消耗的功率P₀=U₀I_保=212V×

2

11

A≈38.5W；
（10）一壺水的重力G=mg=2.5kg×9.8N/kg=24.5N；
（11）壺的容積V=

m

ρ

=

2.5kg

1.0×103kg/m3

=2.5×10^-3m³．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道開放性的題目，根據(jù)電路圖和銘牌可主要針對(duì)電學(xué)中的電流、電壓、電阻、電功率以及針對(duì)已知容量提出問題進(jìn)行解答，總體來說難度不大．