Question

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，壺內工作電路如圖所示．當壺內水燒開時，其溫控開關S會自動斷開，電熱水壺處于保溫狀態．銘牌上的保溫功率即保溫時電路總功率．請你根據體重給出的條件，計算出五個有關的物理量．

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

Answer 1

【答案】分析：由電路圖可知，當S閉合時，電路為R₁的簡單電路，此時電路為加熱狀態，結合銘牌可求R₁的電阻、加熱時電路中的電流；當開關S斷開時，電路為R₁、R串聯，此時為保溫狀態，結合銘牌可求出保溫時電路的電流、電路的總電阻，進一步可求R的阻值，再根據歐姆定律可求保溫時R₁和R兩端的電壓、實際電功率；根據G=mg可求一壺水的重力，根據密度公式可求壺的容積等．
解答：解：（1）R₁的電阻R₁===44Ω；
（2）加熱時電路中的電流I===5A；
（3）保溫時電路的電流I_保===A≈0.18A；
（4）保溫時電路的總電阻R_總===1210Ω；
（5）R的阻值R=R_總-R₁=1210Ω-44Ω=1166Ω；
（6）保溫時R₁兩端的電壓U₁=I_保R₁=A×44Ω=8V；
（7）保溫時R兩端的電壓U=U-U₁=220V-8V=212V；
（8）保溫時R₁消耗的功率P₁=I_保²R₁=（A）²×44Ω≈1.45W；
（9）保溫時R消耗的功率P=UI_保=212V×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===2.5×10^-3m³．
點評：本題是一道開放性的題目，根據電路圖和銘牌可主要針對電學中的電流、電壓、電阻、電功率以及針對已知容量提出問題進行解答，總體來說難度不大．