Question

【題目】有一款新型智能電熱水壺，有高、中、低三檔，并可以手動調節，它的等效電路圖如圖所示，其中R1=R2=88Ω，均為電熱絲，單刀雙擲開關S2可接a或b．

（1）開關S1、S2處于什么狀態時，電熱水壺處于低溫檔？

（2）電熱水壺處于中溫檔時的電流是多大？

（3）用高溫檔加熱時，電功率是多大？把1kg水從20℃加熱到100℃需要多長時間？[已知c水=4.2×103J/（kg℃），不計熱量損失，時間計算結果保留整數即可]．

Answer 1

【答案】（1）低溫檔；（2）2.5A；（3）1100W； 305s

【解析】

試題分析：（1）由電路圖知，當S1斷開，S2接b時，R1、R2串聯，電路總電阻最大，電源電壓U一定，由P=可知，此時總功率小，電熱水壺處于低溫擋；（2）由電路圖知，當S1閉合，S2接b時，只有R1連入電路，電路中電阻較大，不是最大，電源電壓U一定，由P=可知，此時總功率較小，電熱水壺處于中溫擋；則處于中溫檔時的電流：I===2.5A；（3）當當S1閉合，S2接a時，R1、R2并聯，總電阻最小，由P=可知，總功率最大，電熱水壺處于高溫擋，R1、R2并聯時，總電阻：R并===44Ω，高溫檔加熱時，電路消耗的功率：P高===1100W；把1kg水從20℃加熱到100℃吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；不計熱量損失，W=Q=3.36×105J；由P=可得，所需時間t==≈305s。