Question

电热水壶是有电热管快速加热水的家用电器，电热水壶铭牌如下表，壶内工作电路如图所示．当壶内水烧开时，其温控开关S会自动断开，电热水壶处于保温状态．铭牌上的保温功率即保温时电路总功率．请你根据体重给出的条件，计算出五个有关的物理量．

容量	额定功率	保温功率	额定电压
2.5kg	1 100W	40W	220V

Answer 1

【答案】分析：由电路图可知，当S闭合时，电路为R₁的简单电路，此时电路为加热状态，结合铭牌可求R₁的电阻、加热时电路中的电流；当开关S断开时，电路为R₁、R串联，此时为保温状态，结合铭牌可求出保温时电路的电流、电路的总电阻，进一步可求R的阻值，再根据欧姆定律可求保温时R₁和R两端的电压、实际电功率；根据G=mg可求一壶水的重力，根据密度公式可求壶的容积等．
解答：解：（1）R₁的电阻R₁===44Ω；
（2）加热时电路中的电流I===5A；
（3）保温时电路的电流I_保===A≈0.18A；
（4）保温时电路的总电阻R_总===1210Ω；
（5）R的阻值R=R_总-R₁=1210Ω-44Ω=1166Ω；
（6）保温时R₁两端的电压U₁=I_保R₁=A×44Ω=8V；
（7）保温时R两端的电压U=U-U₁=220V-8V=212V；
（8）保温时R₁消耗的功率P₁=I_保²R₁=（A）²×44Ω≈1.45W；
（9）保温时R消耗的功率P=UI_保=212V×A≈38.5W；
（10）一壶水的重力G=mg=2.5kg×9.8N/kg=24.5N；
（11）壶的容积V===2.5×10^-3m³．
点评：本题是一道开放性的题目，根据电路图和铭牌可主要针对电学中的电流、电压、电阻、电功率以及针对已知容量提出问题进行解答，总体来说难度不大．