Question

19．生活處處有物理，勤于思考皆學(xué)問．只要你善于觀察，在廚房中你就可以發(fā)現(xiàn)許多與物理有關(guān)的現(xiàn)象和問題，請(qǐng)你用學(xué)過的物理知識(shí)進(jìn)行解答下列生活中的問題：
（1）一天，小明的媽媽又買來了一只電熱水壺，裝滿水后就要插到電路中使用．小明發(fā)現(xiàn)后說：“別慌！”接著他先看了電熱水壺的銘牌（如表），然后看了家中的電度表（如圖所示），又看了家中此時(shí)正在工作的用電器有：100W電視一臺(tái)、300W電冰箱一臺(tái)、200W電腦一臺(tái)、380W洗衣機(jī)一臺(tái)．請(qǐng)你幫他計(jì)算說明，此時(shí)電熱水壺還能接入電路中使用嗎？

電熱水壺銘牌
額定電壓	220V
額定功率	1000W
容積	1.5L
超溫保護(hù)器	熔斷溫度110℃

（2）一天晚上，李明用電熱水壺?zé)�水，發(fā)現(xiàn)比白天燒開一壺水用的時(shí)間長(zhǎng)，爸爸告訴他：現(xiàn)在是用電高峰期，電路電壓低．李明用電壓表測(cè)得電路電壓僅200伏．請(qǐng)你幫他計(jì)算，此時(shí)通過電熱水壺的電流和電熱水壺的實(shí)際功率各是多少？
（3）李明仔細(xì)觀察了電熱水壺的構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)其發(fā)熱體就是一根電熱絲．他想將它改造一下，使其燒開一壺水所用的時(shí)間縮短，請(qǐng)你給他提出一個(gè)改造的方案．

Answer 1

分析 （1）先計(jì)算電熱水壺連入電路后所有用電器的總功率，由P=UI計(jì)算此時(shí)電路中電流，與電能表允許最大電流比較；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算電熱水壺的電阻，再由歐姆定律計(jì)算此時(shí)通過的電流，由P=UI計(jì)算實(shí)際功率；
（3）電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和影響電阻的因素上分析解答．

解答 解：
（1）由表格可知，電熱水壺的額定功率為1000W，
若將電熱水壺接入電路中，則電路的總功率：
P_總=100W+300W+200W+380W+1000W=1980W
電路中的電流：I=$\frac{{P}_{總}(cāng)}{U}$=$\frac{1980W}{220V}$=9A，
因9A＜10A，所以可以接在電路中使用．
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱水壺的電阻：
R=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
通過電熱水壺的實(shí)際電流：I=$\frac{{U}_{實(shí)}}{R}$=$\frac{200V}{48.4Ω}$≈4.13A，
由P=UI可得，電熱水壺的實(shí)際功率：
P_實(shí)=U_實(shí)I_實(shí)=200V×4.13A=826W．
（3）要縮短燒開一壺水所用的時(shí)間，就要增大其電功率，電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知應(yīng)減小電水壺發(fā)熱體的電阻，所以可以剪短電熱絲．（也可以給電熱絲并聯(lián)一段電阻絲）．
答：（1）電熱水壺還能接入電路中使用；
（2）電路電壓僅200V時(shí)，通過電熱水壺的電流為4.13A，電熱水壺的實(shí)際功率是826W；
（3）要縮短燒開一壺水所用的時(shí)間，可以剪短電熱絲．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能電能表的認(rèn)識(shí)、電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，歐姆定律公式的應(yīng)用．熟練運(yùn)用公式是關(guān)鍵．