Question

【题目】养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温档。(养生壶的部分参数如表所示)

壶的容积	1.5L
额定电压	220V
加热功率	1000W
保温功率	44W

(1)当开关S1闭合，S2_____(填“闭合”或“断开”)时，养生壶处于加热状态。

(2)在保温档正常工作时，求电路中的电流是________？

(3)求R1、R2的阻值___,___欧。

(4)如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾，请问需要_____分钟？

Answer 1

【答案】闭合 0.2A 48.4Ω 1051.6Ω 12min

【解析】

(1)[1]养生壶处于加热状态时，电路的总功率最大，由

知道，电源的电压一定时，电路的总电阻最小；由电路图知道，当开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，养生壶处于加热状态；

(2)[2]在保温档正常工作时，由P＝UI知道，电路中的电流是：

(3)[3]养生壶处于加热状态时，电路为R1的简单电路，则R1的阻值是：

；

[4]当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，养生壶处于保温状态，由知道，此时电路中的总电阻是：

，

由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值是：

R2＝R总﹣R1＝1100Ω﹣48.4Ω＝1051.6Ω；

(4)[5]满壶水的体积是：

V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，

由知道，水的质量是：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，

在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量是：

Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)＝5.04×105J，

由知道，消耗的电能是：

，

由知道，需要的加热时间是：

。

答：(1)当开关S1闭合，S2闭合时，养生壶处于加热状态；

(2)在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；

(3)R1的阻值为48.4Ω，R2的阻值为1051.6Ω；

(4)如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾需要12min。