Question

【題目】如圖是某具有保溫功能的電熱水壺電路原理圖，額定電壓為220V，當S1和S2同時閉合時，電熱水壺處于加熱狀態；當S1閉合，S2斷開時，電熱水壺處于保溫狀態；電熱絲R1=40Ω，R2=1170Ω，工作過程中不計溫度對電熱絲電阻的影響，電熱水壺加熱效率為90%．某次該電熱水壺將0.8kg的水從25℃加熱到100℃所用時間為280s，求：
（1）該電熱水壺的額定保溫功率是多少？
（2）這過程中0.8kg的水吸收了多少熱量？[水的比熱容c水=4.2×103J/（kg℃）]
（3）這過程中電熱水壺的實際工作電壓是多少？

Answer 1

【答案】
（1）當S1閉合，S2斷開時，R1、R2連入電路，

∵串聯電路的總阻值等于串聯的各電阻阻值之和，

∴R=R1+R2=40Ω+1170Ω=1210Ω，

則保溫功率為P保= = =40W

答：該電熱水壺的額定保溫功率是40W

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

答：這過程中0.8kg的水吸收了2.52×10﹣5J的熱量

（3）實際電流所做的功W= = =2.8×105J；

∴實際功率P實= = =1000W，

由圖可知電熱水壺處于加熱狀態時，只有電阻R1連入電路；

由P= 得：實際電壓U實= = =200V

答：這過程中電熱水壺的實際工作電壓是200V

【解析】（1）當S1閉合，S2斷開時，R1、R2連入電路，求出總阻值，根據P= 求出保溫時電熱水壺的功率．（2）根據Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；（3）由加熱效率電流所做的功，根據P= 求出電熱水壺的實際功率，根據P= 的變形式求實際工作電壓．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解熱量的計算的相關知識，掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．