Question

小明對家中的一只電熱水壺進行了觀察和研究，其銘牌如右表：

型號	DSP-19B
電壓	220V
功率	加熱：1kW 保溫：40W
容量	1.2L

（1）在額定電壓下，保溫時通過電熱水壺的電流是多少？
（2）小明經過幾次使用后發(fā)現，晚間用電高峰時燒開一壺水總比早晨燒開一壺水所用的時間長．他開始進一步研究：晚間，他先觀察電能表，記錄如下：（220V　10（40）A　50Hz　 3200r/kWh，電能表示數），然后他關閉家中其它用電器，只將電熱水壺接入電路中燒開水，發(fā)現電能表在4min內轉192轉，那么此時電熱水壺的實際電壓是多少？（=3.162，保留一位小數）在這種情況下，連續(xù)使用該電熱水壺2h后電能表的示數變?yōu)?（不要計算過程，直接填表）．
（3）請你在方框內嘗試畫出該電熱水壺的內部電路圖．
（4）請你就電熱水壺再提出一個問題并回答，不能與前面的相同．
問題：________？
回答：________．

Answer 1

解：（1）∵P=UI，
∴I==≈0.18A；
（2）電熱水壺4min內消耗的電能：
W_實==0.06kW?h=2.16×10⁵J，
電熱水壺的實際加熱功率：
P_實===0.9kW=900W，
∵根據P=可得，
∴加熱電阻R===48.4Ω，
∴實際電壓U_實==≈208.7V；
在這種情況下，連續(xù)使用該電熱水壺2h消耗的電能：
W′=P_實t′=0.9kW×2h=1.8kW?h，
此時電能表的示數：389.6kW?h+1.8kW?h=391.4kW?h，

（3）兩個電阻串聯(lián)，一個開關與電阻并聯(lián)，或者兩個電阻并聯(lián)，一個開關與電阻串聯(lián)，電路圖如下圖，其它合理亦可：

（4）可以從以下角度進行分析：
①用電熱水壺燒水為什么不能灌的太滿？因為水熱脹冷縮，水受熱膨脹溢出有危險．
②電熱水壺的提手為什么用膠木的？因為膠木是絕緣體和熱的不良導體．
③電源插頭處為什么用較好的絕緣材料？防止漏電等（合理即可）
答：（1）在額定電壓下，保溫時通過電熱水壺的電流約為0.18A；
（2）此時電熱水壺的實際電壓約為208.7V；電能表的示數如上圖所示；
（3）該電熱水壺的內部電路圖如上圖所示；
（4）用電熱水壺燒水為什么不能灌的太滿？因為水熱脹冷縮，水受熱膨脹溢出有危險等（合理即可）．
分析：（1）由電熱水壺的銘牌可知額定電壓和保溫時的功率，根據P=UI求出通過電熱水壺的電流；
（2）根據電能表轉盤轉3200r消耗1kW?h的電能求出轉192r消耗的電能，再根據P=求出實際功率，利用P=求出加熱電阻，進一步求出電熱水壺的實際電壓；再根據W=Pt求出連續(xù)使用該電熱水壺2h后消耗的電能，然后加上原來的示數即為現在的示數；
（3）根據P=可知，電阻小時功率大，即加熱時的電阻��；電阻大時功率小，電阻大．根據這個原理畫電路圖可以有以下情況：兩個電阻串聯(lián)，一個開關與電阻并聯(lián)，或者兩個電阻并聯(lián)，一個開關與電阻串聯(lián)；
（4）認真分析電壺的各部分結構，由電壺的結構聯(lián)系所的物理規(guī)律設置問題及答案．
點評：本題考查了電流、電阻、實際功率的計算以及電功率公式的靈活應用，關鍵是理解電能表參數的含義，難點是根據P=判斷電熱絲的連接方式和電路圖的設計．