Question

【題目】某學(xué)校食堂有一個(gè)電水壺的銘牌如表所示．如圖是電水壺的電路圖，R為加熱器，當(dāng)溫度較低時(shí)，溫控開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，加熱器加熱．當(dāng)水沸騰后，會(huì)自動(dòng)斷開進(jìn)入保溫狀態(tài)．從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度開關(guān)控制．若加熱器電阻阻值不隨溫度變化而改變，且此時(shí)的大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．則：

額定電壓	220V
額定功率	4400W
水壺裝水質(zhì)量	10kg
頻率	50Hz

（1）電水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是多大？

（2）若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要多長(zhǎng)時(shí)間？[水的比熱容C=4.2×103J/（kg℃）]．

（3）當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過加熱器的電流是1A，此時(shí)電阻R0的電功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）電水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是11Ω；

（2）若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要735s；

（3）當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過加熱器的電流是1A，此時(shí)電阻R0的電功率是209W．

【解析】

試題分析：（1）加熱器加熱時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)P=求出加熱電阻的阻值；

（2）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，根據(jù)公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量，電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收時(shí)，利用W=Pt求出加熱時(shí)間；

（3）當(dāng)S斷開時(shí)，R與R0串聯(lián)，處于保溫狀態(tài)，根據(jù)歐姆定律求出R兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R0的電壓，利用P=UI求出此時(shí)電阻R0的電功率．

解：（1）由P=可得，加熱電阻的阻值：

R===11Ω；

（2）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（100℃﹣23℃）=3.234×106J，

∵電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，

∴W=Q吸=3.234×106J，

∵W=Pt，

∴加熱時(shí)間：

t===735s；

（3）當(dāng)S斷開時(shí)，R與R0串聯(lián)，處于保溫狀態(tài)，

由歐姆定律可得，R兩端的電壓：

UR=IR=1A×11Ω=11V，

∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

∴R0的電壓：

U0=U﹣UR=220V﹣11V=209V，

此時(shí)電阻R0的電功率：

P0=U0I=209V×1A=209W．

答：（1）電水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是11Ω；

（2）若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要735s；

（3）當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過加熱器的電流是1A，此時(shí)電阻R0的電功率是209W．