Question

【题目】如图是某具有保温功能的电热水壶电路原理图，额定电压为220V，当S1和S2同时闭合时，电热水壶处于加热状态；当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于保温状态；电热丝R1=40Ω，R2=1170Ω，工作过程中不计温度对电热丝电阻的影响，电热水壶加热效率为90%．某次该电热水壶将0.8kg的水从25℃加热到100℃所用时间为280s，求：
（1）该电热水壶的额定保温功率是多少？
（2）这过程中0.8kg的水吸收了多少热量？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg℃）]
（3）这过程中电热水壶的实际工作电压是多少？

Answer 1

【答案】
（1）当S1闭合，S2断开时，R1、R2连入电路，

∵串联电路的总阻值等于串联的各电阻阻值之和，

∴R=R1+R2=40Ω+1170Ω=1210Ω，

则保温功率为P保= = =40W

答：该电热水壶的额定保温功率是40W

（2）水吸收的热量Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×0.8kg×（100℃﹣25℃）=2.52×10﹣5J

答：这过程中0.8kg的水吸收了2.52×10﹣5J的热量

（3）实际电流所做的功W= = =2.8×105J；

∴实际功率P实= = =1000W，

由图可知电热水壶处于加热状态时，只有电阻R1连入电路；

由P= 得：实际电压U实= = =200V

答：这过程中电热水壶的实际工作电压是200V

【解析】（1）当S1闭合，S2断开时，R1、R2连入电路，求出总阻值，根据P= 求出保温时电热水壶的功率．（2）根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（3）由加热效率电流所做的功，根据P= 求出电热水壶的实际功率，根据P= 的变形式求实际工作电压．
【考点精析】解答此题的关键在于理解热量的计算的相关知识，掌握热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及对电功率的计算公式的理解，了解计算电功率公式：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．