Question

如圖甲所示是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的結構示意圖，其性能指標如下表所示．
（1）由題意可知，紅色指示燈L的電阻比發熱體R的電阻要

大

（選填“大”或“小”）得多；
（2）為了使用電熱水袋更加安全，有的電熱水袋里使用雙重溫控開關保護，也就是把兩個溫控開關

串聯

（選填“串聯”或“并聯”）起來使用；
（3）當熱水袋原來的溫度是15℃時，在額定電壓下加熱10min指示燈就熄滅了，則此過程中水吸收的熱量是多少？
（4）電熱水袋的發熱效率為多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

額定電壓	額定加熱功率	指示功率	袋內充水	自動斷電溫度
220V	500W	≤0.2W	1Kg	65℃

Answer 1

分析：（1）已知指示燈L的電阻比發熱體R的額定電壓和額定功率，根據R=

U2

P

可知兩電阻的大小關系；
（2）兩開關串聯時，相互影響，必須都閉合電路才能工作，并聯時，互不影響，閉合任何一個都能使電路工作；
（3）根據熱量的計算公式Q=cm△t計算出水吸收的熱量；
（4）根據W=Pt計算出消耗的電能，根據η=

Q吸

W

×100%就可以求出電熱水袋的發熱效率．

解答：解：（1）由電路圖可知，指示燈和發熱體并聯，兩端的電壓相等，
由表格數據可知，指示功率遠小于額定熱功率，
∵P=

U2

R

，
∴由R=

U2

P

可知，紅色指示燈L的電阻比發熱體R的電阻大得多；
（2）因為電熱水袋里使用雙重溫控開關，也就是說只有這兩個開關都閉合時，
電熱袋才可以工作，因此這兩個開關是串聯的；
（3）溫度從15℃升高到65℃，此過程中水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J．
（4）電熱水袋消耗的電能：
W=Pt=500W×10×60s=3×10⁵J，
則該電熱水袋的發熱效率：
η=

Q吸

W

×100%=

2.1×105J

3×105J

×100%=70%．
故答案為：（1）大；（2）串聯；（3）水吸收的熱量為2.1×10⁵J；（4）電熱水袋的發熱效率為70%．

點評：本題由電熱水袋入手考查相關的物理知識，熟練應用電功率公式、吸熱公式、電功公式和效率公式是關鍵，同時要注意從表格中得出相關的信息．