Question

【题目】电水壶具有水沸腾后自动断电、防干烧断电的功能。电水壶工作电路如图甲所示，其中S是双金属片温控开关，双金属片是将两种热膨胀系数差异很大的金属压合在一起制成的，在不同温度下，两面金属的形变差异，导致双金属片会发生弯曲现象，利用这个形变来推动触片与触点A 还是B接触。R1是电热管，R2是限流电阻，工作时忽略两个电阻阻值的变化。当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S 自动切换到另一处，处于保温状态。如表是这种电水壶的部分参数。

最大容量	1L
额定电压	220V
频率	50 Hz
额定加热功率	1210W

（1）双金属片是利用物体具有_____的性质制成的；

（2）加热电阻R1的阻值是多少__________？

（3）关闭家中的其他所有用电器，以最大容量装入25℃的水，6min将水烧开（标准大气压下），在加热过程中家用电能表（如图乙）的转盘转了300转，此过程中电水壶的加热效率是多少________？

（4）在用电高峰期，将第（3）问中同样的水烧开，所花的时间会明显增加，请分析其原因_______。

Answer 1

【答案】热胀冷缩 40Ω 87.5% 用电高峰期，由于干路电流增大，则导线的分压增大，使得用电器的实际电压低于额定电压，在电阻一定时，其实际功率也将低于额定功率，所以加热时间会增加

【解析】

（1）物体具有热胀冷缩的性质；
（2）根据电功率的公式可得加热电阻R1的阻值；
（3）根据密度的公式得到水的质量，利用Q=cm△t求出吸收的热量；由转数和参数得到消耗的电能，然后利用效率的公式求得加热效率；
（4）用电高峰期时电路两端的电压会变低，使电热水器的实际功率变小，同样烧开一壶水的时间变长。

（1）双金属片是利用物体具有热胀冷缩的性质制成的；

（2）由图甲可知，当S接A时，电路中只有R1工作，此时R1两端电压最大，其消耗的功率最大，电水壶处于加热状态，加热电阻R1的阻值：；

（3）水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，

在1标准大气压下，水的沸点为100℃，则水吸收的热量为：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃-25℃）=3.15×105J，

这次烧水中消耗的电能：，

此过程中电水壶的加热效率：；

（4）在家庭电路中，各用电器并联后再与干路的输电线串联，在用电高峰时，接入电路的用电器变多，由并联电路的电阻特点可知，并联后的总电阻变小，干路中的电流变大，输电导线有一定的电阻，由U线=IR线可知，干路电流增大时，输电导线分压增大，使得用电器的实际电压低于额定电压，在电阻一定时，其实际功率也将低于额定功率，加热时间会增加。