Question

【题目】某电水壶的铭牌信息如图乙所示，电水壶在标准大气压下工作.

额定电压：220V

额定功率：2000W

容 量：2kg

（1）电水壶装满初温为 20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了 7min，求电水壶烧水过程中的能量转化效 率是多少_________？

（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降到 198V，求：这时电水壶的实际功率 P0（电阻不随温度改变）；____________

（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到 2025W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原 电阻丝上需要______（选择“串联”或“并联”）一个电热丝，该电热丝的阻值是______ Ω。

Answer 1

【答案】80% 1620W 并联 96.8

【解析】

(1)水吸收的热量(有用能量):=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×2kg×(100℃20℃)=6.72×105J，电水壶在额定电压下,P=P额=2000W,工作7min消耗电能(总能量):由P=可得,W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J，电水壶烧水过程中的能量转化效率：η=×100%=×100%=80%.

(2)由P=可得，电水壶中的电阻丝的阻值：R===24.2Ω，用电高峰时的实际电压198V,电水壶的实际功率：===1620W.

(3)已知用电高峰时，电压小于220V，为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2025W，由P=可知，减小电阻丝的阻值，根据并联电路的电阻特点可知，需要并联一个电热丝；如图所示：

并联电阻的电功率：P2=P额P实，由P=可知，R2===96.8Ω。