Question

【题目】随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中．某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1 ， R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω．接通电源，闭合开关S1、S2 ， 电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态．
①电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
②电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳？
③电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
④为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“2000r/kWh”字样的电能表在6分钟内转了100转，电热锅的实际电压是多少？

Answer 1

【答案】解：①闭合开关S1、S2时，电路为R1的简单电路，电热锅处于“大火”加热状态，
电热锅在额定电压下，电路中的电流：
I= = =2.75A；
②电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15min消耗的电能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J；
③开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，电热锅处于“小火”炖煮状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热锅的电功率：
P小= = =100W；
④电热锅在“大火”加热状态下，6分钟消耗的电能：
W′= =0.05kWh=1.8×105J，
由W= t可得，电热锅的实际电压：
U′= = =200V．
答：①电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流为2.75A；②电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是5.445×105J；③电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率为100W；④电热锅的实际电压是200V．
【解析】①闭合开关S1、S2时，电路为R1的简单电路，电热锅处于“大火”加热状态，根据欧姆定律求出电路中的电流；②根据W=UIt求出处于“大火”加热状态15min消耗的电能；③开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，电热锅处于“小火”炖煮状态，根据电阻的串联和P= 求出电功率；④2000r/kWh表示每消耗1kWh的电能，电能表上的转盘转动2000r，据此求出6分钟内转了100转消耗的电能，根据W= t求出电热锅的实际电压．
本题考查了欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用，要注意额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等．
【考点精析】认真审题，首先需要了解电功的计算(电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）)，还要掌握电功率的计算公式(计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R)的相关知识才是答题的关键．