Question

小明对家中的一只电热水壶进行了观察和研究，其铭牌如右表：

型号	DSP-19B
电压	220V
功率	加热：1kW 保温：40W
容量	1.2L

（1）在额定电压下，保温时通过电热水壶的电流是多少？
（2）小明经过几次使用后发现，晚间用电高峰时烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长．他开始进一步研究：晚间，他先观察电能表，记录如下：（220V　10（40）A　50Hz　 3200r/kWh，电能表示数），然后他关闭家中其它用电器，只将电热水壶接入电路中烧开水，发现电能表在4min内转192转，那么此时电热水壶的实际电压是多少？（=3.162，保留一位小数）在这种情况下，连续使用该电热水壶2h后电能表的示数变为 （不要计算过程，直接填表）．
（3）请你在方框内尝试画出该电热水壶的内部电路图．
（4）请你就电热水壶再提出一个问题并回答，不能与前面的相同．
问题：________？
回答：________．

Answer 1

解：（1）∵P=UI，
∴I==≈0.18A；
（2）电热水壶4min内消耗的电能：
W_实==0.06kW?h=2.16×10⁵J，
电热水壶的实际加热功率：
P_实===0.9kW=900W，
∵根据P=可得，
∴加热电阻R===48.4Ω，
∴实际电压U_实==≈208.7V；
在这种情况下，连续使用该电热水壶2h消耗的电能：
W′=P_实t′=0.9kW×2h=1.8kW?h，
此时电能表的示数：389.6kW?h+1.8kW?h=391.4kW?h，

（3）两个电阻串联，一个开关与电阻并联，或者两个电阻并联，一个开关与电阻串联，电路图如下图，其它合理亦可：

（4）可以从以下角度进行分析：
①用电热水壶烧水为什么不能灌的太满？因为水热胀冷缩，水受热膨胀溢出有危险．
②电热水壶的提手为什么用胶木的？因为胶木是绝缘体和热的不良导体．
③电源插头处为什么用较好的绝缘材料？防止漏电等（合理即可）
答：（1）在额定电压下，保温时通过电热水壶的电流约为0.18A；
（2）此时电热水壶的实际电压约为208.7V；电能表的示数如上图所示；
（3）该电热水壶的内部电路图如上图所示；
（4）用电热水壶烧水为什么不能灌的太满？因为水热胀冷缩，水受热膨胀溢出有危险等（合理即可）．
分析：（1）由电热水壶的铭牌可知额定电压和保温时的功率，根据P=UI求出通过电热水壶的电流；
（2）根据电能表转盘转3200r消耗1kW?h的电能求出转192r消耗的电能，再根据P=求出实际功率，利用P=求出加热电阻，进一步求出电热水壶的实际电压；再根据W=Pt求出连续使用该电热水壶2h后消耗的电能，然后加上原来的示数即为现在的示数；
（3）根据P=可知，电阻小时功率大，即加热时的电阻小；电阻大时功率小，电阻大．根据这个原理画电路图可以有以下情况：两个电阻串联，一个开关与电阻并联，或者两个电阻并联，一个开关与电阻串联；
（4）认真分析电壶的各部分结构，由电壶的结构联系所的物理规律设置问题及答案．
点评：本题考查了电流、电阻、实际功率的计算以及电功率公式的灵活应用，关键是理解电能表参数的含义，难点是根据P=判断电热丝的连接方式和电路图的设计．