Question

有一種XX一88型號電水壺的銘牌如下表，圖是電水壺的電路圖，R為加熱器，溫控器S是一個雙金屬片溫控開關，當溫度較低時，其處于閉合狀態，加熱器加熱．當水沸騰后，會自動斷開進入保溫狀態，從而實現了自動溫度開關控制．若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發生的變化可忽略不計，則：
（1）電水壺正常工作時，其加熱電阻的電阻值是多大？
（2）若電水壺產生的熱量全部被水吸收，現將一滿壺23℃的水在標準大氣壓下燒開需要多久？
（3）當電水壺處于保溫狀態時，通過加熱器的電流是0.2A，此時電阻Rc的電功率是多少？

Answer 1

分析：（1）由銘牌上信息結合功率公式可求得電阻；
（2）由水的比熱可求得燒開水所需能量，則由功率可求得時間；
（3）保溫時兩電阻串聯，由串聯電路的特點和歐姆定律可求得電阻，由功率公式可求得功率．

解答：解：（1）電阻為：R=

U2

P

=

(220V)2

1100W

=44Ω；
（2）水的質量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的熱量為Q=mc（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-23℃）=6.468×10⁵J
消耗的電能W=Q=6.468×10⁵J．
加熱時間t=

W

P

=

6.468×105J

1100W

=588s=9.8min．
（3）串聯后的總電阻R_總=

U

I

=1100Ω
則保溫電阻R₀=R_總-R=1100Ω-44Ω=1056Ω
電阻R₀的電功率P=I²R₀=42.24W．
答：（1）電阻為44Ω；（2）加熱時間為9.8min；（3）電阻R₀的電功率為42.24W．

點評：本題考查生活中物理知識的應用，要注意聯系電學知識解決生活中的物理應用．