Question

有一種XX一88型號(hào)電水壺的銘牌如下表，圖是電水壺的電路圖，R為加熱器，溫控器S是一個(gè)雙金屬片溫控開關(guān)，當(dāng)溫度較低時(shí)，其處于閉合狀態(tài)，加熱器加熱．當(dāng)水沸騰后，會(huì)自動(dòng)斷開進(jìn)入保溫狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度開關(guān)控制．若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計(jì)，則：
（1）電水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的電阻值是多大？
（2）若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要多久？
（3）當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過加熱器的電流是0.2A，此時(shí)電阻Rc的電功率是多少？

Answer 1

分析：（1）由銘牌上信息結(jié)合功率公式可求得電阻；
（2）由水的比熱可求得燒開水所需能量，則由功率可求得時(shí)間；
（3）保溫時(shí)兩電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可求得電阻，由功率公式可求得功率．

解答：解：（1）電阻為：R=

U2

P

=

(220V)2

1100W

=44Ω；
（2）水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的熱量為Q=mc（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-23℃）=6.468×10⁵J
消耗的電能W=Q=6.468×10⁵J．
加熱時(shí)間t=

W

P

=

6.468×105J

1100W

=588s=9.8min．
（3）串聯(lián)后的總電阻R_總=

U

I

=1100Ω
則保溫電阻R₀=R_總-R=1100Ω-44Ω=1056Ω
電阻R₀的電功率P=I²R₀=42.24W．
答：（1）電阻為44Ω；（2）加熱時(shí)間為9.8min；（3）電阻R₀的電功率為42.24W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查生活中物理知識(shí)的應(yīng)用，要注意聯(lián)系電學(xué)知識(shí)解決生活中的物理應(yīng)用．