Question

【题目】有一款新型智能电热水壶，有高、中、低三档，并可以手动调节，它的等效电路图如图所示，其中R1=R2=88Ω，均为电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b．

（1）开关S1、S2处于什么状态时，电热水壶处于低温档？

（2）电热水壶处于中温档时的电流是多大？

（3）用高温档加热时，电功率是多大？把1kg水从20℃加热到100℃需要多长时间？[已知c水=4.2×103J/（kg℃），不计热量损失，时间计算结果保留整数即可]．

Answer 1

【答案】（1）低温档；（2）2.5A；（3）1100W； 305s

【解析】

试题分析：（1）由电路图知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路总电阻最大，电源电压U一定，由P=可知，此时总功率小，电热水壶处于低温挡；（2）由电路图知，当S1闭合，S2接b时，只有R1连入电路，电路中电阻较大，不是最大，电源电压U一定，由P=可知，此时总功率较小，电热水壶处于中温挡；则处于中温档时的电流：I===2.5A；（3）当当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，总电阻最小，由P=可知，总功率最大，电热水壶处于高温挡，R1、R2并联时，总电阻：R并===44Ω，高温档加热时，电路消耗的功率：P高===1100W；把1kg水从20℃加热到100℃吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；不计热量损失，W=Q=3.36×105J；由P=可得，所需时间t==≈305s。