Question

某電熱水瓶的銘牌如下表所示．若熱水瓶內裝滿水，在額定電壓下工作（外界大氣壓強為1個標準大氣壓）．求：
（1）保溫時通過電熱水瓶的電流是多少？
（2）加熱時電熱水瓶的電阻多大？
（3）若瓶內20℃的水加熱14min正好燒開，瓶內水所吸收的熱量多少？則加熱時電熱水瓶的熱效率是多少？
（4）請你在虛線框嘗試畫出電熱水瓶內部電路的原理圖．

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

Answer 1

解：（1）∵P=UI，
∴保溫時通過電熱水瓶的電流：I===0.1A，
（2）電熱水瓶的電阻：R===48.4Ω
（3）瓶內水的質量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
瓶內水吸收的熱量：
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，電路圖如右圖，其它合理亦可．
答：（1）保溫時通過電熱水瓶的電流約為0.1A；
（2）加熱時電熱水瓶的電阻約為48.4Ω；
（3）加熱時電熱水瓶的熱效率約為80%；
（4）電熱水瓶的內部電路圖如上圖所示．
分析：（1）根據電熱水瓶的銘牌可知保溫時的功率和電壓，根據I=求出保溫時通過電熱水瓶的電流；
（2）根據電熱水瓶的銘牌可知加熱時的功率和電壓，根據R=求出電熱水瓶的電阻；
（3）先根據m=ρV求出瓶內水的質量，再根據Q=Cm（t-t₀）求出瓶內水吸收得熱量，由W=Pt求出消耗的電能，代入η=即可求出加熱時電熱水瓶的熱效率．
（4）根據P=可知，電阻小時功率大，加熱時功率大，所以此時的電阻小；電阻大時功率小，保溫時功率小，所以此時的電阻大．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．
點評：本題考查電流、電阻的計算，水吸熱的計算以及消耗電能和熱效率的計算，還有電阻的連接問題．關鍵是根據理解電熱器銘牌的含義，難點是根據P=判斷電熱絲的連接方式和電路圖的設計．