Question

如图甲所示，是小明家电水壶的铭牌；其工作电路如图乙所示，其中S是温控开关，R₁是电热管，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,．请解答以下问题：

⑴A、B是两种不同颜色的灯，红色表示加热，黄色表示保温，请你分析A灯为＿＿＿色；

⑵求保温电阻R₂的阻值（不计指示灯电阻及温度对电阻值的影响,保温功率是指保温时电路的总功率）．

⑶若壶中有2kg水，初温37℃，把这些水加热到100℃，需消耗多少电能？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

⑷为测量该电水壶的实际功率，小明关闭家中其它用电器，只让电水壶通电对水加热，观察到家中电能表的指示灯2min闪烁了81次（电能表上标有“3000revs／kW·h”的字样），则该电水壶的实际功率为多大？

Answer 1

⑴红       ⑵913欧   ⑶5.88×10⁵J    ⑷810W

【解析】

试题分析：(1)根据公式P=U²/R可知，电路电阻越大，功率越小，所以串联时功率小，两电阻串联时，电路处于保温状态；也就是说开关S接A时，电路中只有电阻R₁，电路功率较大，所以处于加热状态；则A灯为红灯；(2)因为加热功率P₁=880W，由P=U²/R知道R₁=U²/P加=220V2/880W=55Ω；又因为保温功率P₂=50W，由P₂=U²/(R₁+R₂)，知道(R₁+R₂)=U²/P₂=968Ω，所以R₂=968Ω-55Ω=913Ω（3）水吸收热量的公式Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100-37）℃=5.88×105J，当电路产生的热量全部学科网被水吸收，消耗电能W=Q=5.88×105J（4）根据电能表表盘数据可知，接入该电能表的电路消耗1kW•h的电能指示灯闪烁3200次，故电能表闪烁81次消耗的电能：W=81imp/3200imp/(kW•h)=0.025kW•h，烧水有的时间是2min=2/60h，则电水壶烧水的实际功率：P=W/t=0.025kW•h/2/60h=0.81kW=810W。