Question

【题目】图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R1 为加热管，R2为限流电阻，只有加热管R1 放出的热量能被水吸收 S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下图乙是该电热水壶的铭牌。

（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？______正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？___________

（2）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？_______

（3）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图丙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？__________--

Answer 1

【答案】S、S2都处于闭合 4A 55W 800W

【解析】

(1)由电路图可知,当S1、S、S2都闭合时,R2短路,电路只有R1工作；当开S、S1闭合、S2断开时,两电阻串联;根据串联电阻的规律,根据P＝,当电路只有R1工作时功率大,为加热状态,即手动开关S、S2都闭合时，电热水壶处于加热状态；根据表中数据可知,电热水壶的额定功率为880W,由P＝UI,正常工作时,通过加热管R1的电流为：I＝＝4A； (2)由欧姆定律I＝,根据(1)知，加热管电阻：R1＝＝55Ω，当开S1、S3闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，根据电阻的串联，此时电路的电阻：R串联＝R2+R1＝165Ω+55Ω＝220Ω，由欧姆定律，此时电路中的电流：I′＝ ＝1A，则电热水壶的保温功率,即R1的功率：P保＝I′2R1＝(1A)2×55Ω＝55W；(3)如图乙电能表上标有3000r/kWh，表示电能表转盘每转3000圈消耗1度电，则转40转消耗的电能为：W＝×40kWh＝175×3.6×106J＝4.8×103J，1min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为：P实＝＝800W。