Question

19．生活處處有物理，勤于思考皆學問．只要你善于觀察，在廚房中你就可以發(fā)現許多與物理有關的現象和問題，請你用學過的物理知識進行解答下列生活中的問題：
（1）一天，小明的媽媽又買來了一只電熱水壺，裝滿水后就要插到電路中使用．小明發(fā)現后說：“別慌！”接著他先看了電熱水壺的銘牌（如表），然后看了家中的電度表（如圖所示），又看了家中此時正在工作的用電器有：100W電視一臺、300W電冰箱一臺、200W電腦一臺、380W洗衣機一臺．請你幫他計算說明，此時電熱水壺還能接入電路中使用嗎？

電熱水壺銘牌
額定電壓	220V
額定功率	1000W
容積	1.5L
超溫保護器	熔斷溫度110℃

（2）一天晚上，李明用電熱水壺燒水，發(fā)現比白天燒開一壺水用的時間長，爸爸告訴他：現在是用電高峰期，電路電壓低．李明用電壓表測得電路電壓僅200伏．請你幫他計算，此時通過電熱水壺的電流和電熱水壺的實際功率各是多少？
（3）李明仔細觀察了電熱水壺的構造，發(fā)現其發(fā)熱體就是一根電熱絲．他想將它改造一下，使其燒開一壺水所用的時間縮短，請你給他提出一個改造的方案．

Answer 1

分析 （1）先計算電熱水壺連入電路后所有用電器的總功率，由P=UI計算此時電路中電流，與電能表允許最大電流比較；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算電熱水壺的電阻，再由歐姆定律計算此時通過的電流，由P=UI計算實際功率；
（3）電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和影響電阻的因素上分析解答．

解答 解：
（1）由表格可知，電熱水壺的額定功率為1000W，
若將電熱水壺接入電路中，則電路的總功率：
P_總=100W+300W+200W+380W+1000W=1980W
電路中的電流：I=$\frac{{P}_{總}}{U}$=$\frac{1980W}{220V}$=9A，
因9A＜10A，所以可以接在電路中使用．
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱水壺的電阻：
R=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
通過電熱水壺的實際電流：I=$\frac{{U}_{實}}{R}$=$\frac{200V}{48.4Ω}$≈4.13A，
由P=UI可得，電熱水壺的實際功率：
P_實=U_實I_實=200V×4.13A=826W．
（3）要縮短燒開一壺水所用的時間，就要增大其電功率，電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知應減小電水壺發(fā)熱體的電阻，所以可以剪短電熱絲．（也可以給電熱絲并聯一段電阻絲）．
答：（1）電熱水壺還能接入電路中使用；
（2）電路電壓僅200V時，通過電熱水壺的電流為4.13A，電熱水壺的實際功率是826W；
（3）要縮短燒開一壺水所用的時間，可以剪短電熱絲．

點評 本題考查了能電能表的認識、電功率計算公式的應用，歐姆定律公式的應用．熟練運用公式是關鍵．