Question

某電熱水瓶的銘牌如下表所示．若熱水瓶?jī)?nèi)裝滿水，在額定電壓下工作（外界大氣壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）．求：
（1）保溫時(shí)通過(guò)電熱水瓶的電流是多少？
（2）加熱時(shí)電熱水瓶的電阻多大？
（3）若瓶?jī)?nèi)20℃的水加熱14min正好燒開(kāi)，瓶?jī)?nèi)水所吸收的熱量多少？則加熱時(shí)電熱水瓶的熱效率是多少？
（4）請(qǐng)你在虛線框嘗試畫(huà)出電熱水瓶?jī)?nèi)部電路的原理圖．

型號(hào)DSP-19B
電源220V 50Hz
功率	加熱時(shí) 1000W
	保溫時(shí)　22W
容量2L

Answer 1

解：（1）∵P=UI，
∴保溫時(shí)通過(guò)電熱水瓶的電流：I===0.1A，
（2）電熱水瓶的電阻：R===48.4Ω
（3）瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
瓶?jī)?nèi)水吸收的熱量：
Q=Cm（t-t₀）=4.2×10³kg/m³×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
消耗的電能：
W=P₂t=1000W×14×60s=8.4×10⁵J，
熱水瓶效率：η==×100%=80%．
（4）兩個(gè)電阻串聯(lián)，一個(gè)開(kāi)關(guān)與電阻并聯(lián)，或者兩個(gè)電阻并聯(lián)，一個(gè)開(kāi)關(guān)與電阻串聯(lián)，電路圖如右圖，其它合理亦可．
答：（1）保溫時(shí)通過(guò)電熱水瓶的電流約為0.1A；
（2）加熱時(shí)電熱水瓶的電阻約為48.4Ω；
（3）加熱時(shí)電熱水瓶的熱效率約為80%；
（4）電熱水瓶的內(nèi)部電路圖如上圖所示．
分析：（1）根據(jù)電熱水瓶的銘牌可知保溫時(shí)的功率和電壓，根據(jù)I=求出保溫時(shí)通過(guò)電熱水瓶的電流；
（2）根據(jù)電熱水瓶的銘牌可知加熱時(shí)的功率和電壓，根據(jù)R=求出電熱水瓶的電阻；
（3）先根據(jù)m=ρV求出瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量，再根據(jù)Q=Cm（t-t₀）求出瓶?jī)?nèi)水吸收得熱量，由W=Pt求出消耗的電能，代入η=即可求出加熱時(shí)電熱水瓶的熱效率．
（4）根據(jù)P=可知，電阻小時(shí)功率大，加熱時(shí)功率大，所以此時(shí)的電阻小；電阻大時(shí)功率小，保溫時(shí)功率小，所以此時(shí)的電阻大．根據(jù)這個(gè)原理畫(huà)電路圖可以有以下情況：兩個(gè)電阻串聯(lián)，一個(gè)開(kāi)關(guān)與電阻并聯(lián)，或者兩個(gè)電阻并聯(lián)，一個(gè)開(kāi)關(guān)與電阻串聯(lián)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查電流、電阻的計(jì)算，水吸熱的計(jì)算以及消耗電能和熱效率的計(jì)算，還有電阻的連接問(wèn)題．關(guān)鍵是根據(jù)理解電熱器銘牌的含義，難點(diǎn)是根據(jù)P=判斷電熱絲的連接方式和電路圖的設(shè)計(jì)．