Question

18．如图乙所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其电路原理图．有加热和保温两个档，定值电阻R₁的阻值为2156Ω，电热丝R₂的阻值为44Ω．
（1）开关S₁S₂分别处于闭合状态时，电热水壶处于加热状态？此时电热水壶的电功率是多少？
（2）在1标准大气压下将一壶30℃的水烧开需要5分钟．则烧开这壶水消耗的电能是多少？

Answer 1

分析 （1）根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻越小，电功率越大；当开S₁闭合、S₂断开时，两电阻串联，再闭合开关S₂时，只有R₂工作；根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求加热功率；
（2）根据W=Pt求出烧开这壶水消耗的电能．

解答 解：（1）由电路图可知，当开S₁闭合、S₂断开时，两电阻串联，再闭合开关S₂时，只有R₂工作，
根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻越小，电功率越大，当S₁、S₂均闭合时电热水壶处于加热状态；
加热功率为：P_加热=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{44Ω}$=1100W；
（2）烧开这壶水消耗的电能：W=P_加热t=1100W×5×60s=3.3×10⁵J．
答：（1）开关S₁、S₂均处于闭合状态时，电热水壶处于加热状态；电热水壶的加热电功率是1100W；
（2）烧开这壶水消耗的电能是3.3×10⁵J．

点评 本题考查电功率、消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是知道开关断开与闭合时电热水壶的状态的判断，解题过程中要注意单位的换算．