Question

9．如图甲所示是某家用电热水壶及铭牌，如图乙所示是它的工作简化电路（R₁和R₂都是发热电阻），其中S是温度自动控制开关，当温度升高到一定值时，电热水壶自动切换到保温状态．（不计温度对电阻的影响）求：

（1）电热水壶加热时，电路中的电流是多少？
（2）电阻丝R₁的阻值多大？
（3）电热水壶保温11min时，电阻R₁所消耗的电能是多少？

Answer 1

分析 （1）已知电热水壶的加热功率和额定电压，利用P=UI 可求得电路中的电流；
（2）由欧姆定律可求得R₂的阻值；根据开关接1时，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求电路中的总电阻，然后可得电阻丝R₁的阻值；
（3）首先求得求出保温时的电力，再利用Q=I²Rt求得保温11min时电阻R₁所消耗的电能．

解答 解：（1）已知P_加热=1100W，U_额=220V，由P=UI可得，
电热水壶加热时，电路中的电流I=$\frac{{P}_{加热}}{{U}_{额}}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
R₂的电阻：R₂=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω，
（2）开关接1时，电路中的总电阻R_总=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω；
R₁=R_总-R₂=484Ω-44Ω=440Ω，
（3）电热水壶保温时的电流I′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{220V}{484Ω}$=$\frac{5}{11}$A
电热水壶保温11min时，电阻R₁所消耗的电能：
W=Q=（I′）²R₁t=${（\frac{5}{11}A）}^{2}$×440Ω×11×60s=6×10⁴J．
答：（1）电热水壶加热时，电路中的电流是5A；
（2）电阻丝R₁的阻值440Ω；
（3）电热水壶保温11min时，电阻R₁所消耗的电能是6×10⁴J．

点评 本题考查物理知识在生活中的应用，由题目可以看出应用的是基本的串联电路和欧姆定律、电功率、热量的计算，此类题型经常是用来考查基本规律的．