Question

小明對家中的一只電熱水壺進行了觀察和研究，其銘牌如右表：

型號	DSP-19B
電壓	220V
功率	加熱：1kW 保溫：40W
容量	1.2L

（1）在額定電壓下，保溫時通過電熱水壺的電流是多少？
（2）小明經過幾次使用后發現，晚間用電高峰時燒開一壺水總比早晨燒開一壺水所用的時間長．他開始進一步研究：晚間，他先觀察電能表，記錄如下：（220V  10（40）A  50Hz   3200r/kWh，電能表示數），然后他關閉家中其它用電器，只將電熱水壺接入電路中燒開水，發現電能表在4min內轉192轉，那么此時電熱水壺的實際電壓是多少？（

10

=3.162，保留一位小數）在這種情況下，連續使用該電熱水壺2h后電能表的示數變為 （不要計算過程，直接填表）．
（3）請你在方框內嘗試畫出該電熱水壺的內部電路圖．
（4）請你就電熱水壺再提出一個問題并回答，不能與前面的相同．
問題：

燒水時，壺里的水能不能灌得太滿

？
回答：

不能，否則水受熱膨脹會溢出，可能會引起漏電

．

Answer 1

分析：（1）由電熱水壺的銘牌可知額定電壓和保溫時的功率，根據P=UI求出通過電熱水壺的電流；
（2）根據電能表轉盤轉3200r消耗1kW?h的電能求出轉192r消耗的電能，再根據P=

W

t

求出實際功率，利用P=

U2

R

求出加熱電阻，進一步求出電熱水壺的實際電壓；再根據W=Pt求出連續使用該電熱水壺2h后消耗的電能，然后加上原來的示數即為現在的示數；
（3）根據P=

U2

R

可知，電阻小時功率大，即加熱時的電阻�。浑娮璐髸r功率小，電阻大．根據這個原理畫電路圖可以有以下情況：兩個電阻串聯，一個開關與電阻并聯，或者兩個電阻并聯，一個開關與電阻串聯；
（4）認真分析電壺的各部分結構，由電壺的結構聯系所的物理規律設置問題及答案．

解答：解：（1）∵P=UI，
∴I=

P保溫

U

=

40W

220V

≈0.18A；
（2）電熱水壺4min內消耗的電能：
W_實=

192r

3200r/k?Wh

=0.06kW?h=2.16×10⁵J，
電熱水壺的實際加熱功率：
P_實=

W實

t

=

0.06kW?h

4 60 h

=0.9kW=900W，
∵根據P=

U2

R

可得，
∴加熱電阻R=

U 2

P加熱

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω，
∴實際電壓U_實=

P實R

=

900W×48.4Ω

≈208.7V；
在這種情況下，連續使用該電熱水壺2h消耗的電能：
W′=P_實t′=0.9kW×2h=1.8kW?h，
此時電能表的示數：389.6kW?h+1.8kW?h=391.4kW?h，

（3）兩個電阻串聯，一個開關與電阻并聯，或者兩個電阻并聯，一個開關與電阻串聯，電路圖如下圖，其它合理亦可：

（4）可以從以下角度進行分析：
①用電熱水壺燒水為什么不能灌的太滿？因為水熱脹冷縮，水受熱膨脹溢出有危險．
②電熱水壺的提手為什么用膠木的？因為膠木是絕緣體和熱的不良導體．
③電源插頭處為什么用較好的絕緣材料？防止漏電等（合理即可）
答：（1）在額定電壓下，保溫時通過電熱水壺的電流約為0.18A；
（2）此時電熱水壺的實際電壓約為208.7V；電能表的示數如上圖所示；
（3）該電熱水壺的內部電路圖如上圖所示；
（4）用電熱水壺燒水為什么不能灌的太滿？因為水熱脹冷縮，水受熱膨脹溢出有危險等（合理即可）．

點評：本題考查了電流、電阻、實際功率的計算以及電功率公式的靈活應用，關鍵是理解電能表參數的含義，難點是根據P=

U2

R

判斷電熱絲的連接方式和電路圖的設計．