Question

【題目】養生壺的原理如圖所示，它有加熱和保溫兩檔。當加熱到設定溫度時，養生壺自動切換為保溫檔。(養生壺的部分參數如表所示)

壺的容積	1.5L
額定電壓	220V
加熱功率	1000W
保溫功率	44W

(1)當開關S1閉合，S2_____(填“閉合”或“斷開”)時，養生壺處于加熱狀態。

(2)在保溫檔正常工作時，求電路中的電流是________？

(3)求R1、R2的阻值___,___歐。

(4)如果養生壺的效率為70%，那么在標準大氣壓下要將滿壺的水從20℃加熱至沸騰，請問需要_____分鐘？

Answer 1

【答案】閉合 0.2A 48.4Ω 1051.6Ω 12min

【解析】

(1)[1]養生壺處于加熱狀態時，電路的總功率最大，由

知道，電源的電壓一定時，電路的總電阻最小；由電路圖知道，當開關S1、S2閉合時，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，養生壺處于加熱狀態；

(2)[2]在保溫檔正常工作時，由P＝UI知道，電路中的電流是：

(3)[3]養生壺處于加熱狀態時，電路為R1的簡單電路，則R1的阻值是：

；

[4]當開關S1閉合、S2斷開時，R1與R2串聯，電路的總電阻最大，總功率最小，養生壺處于保溫狀態，由知道，此時電路中的總電阻是：

，

由于串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值是：

R2＝R總﹣R1＝1100Ω﹣48.4Ω＝1051.6Ω；

(4)[5]滿壺水的體積是：

V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，

由知道，水的質量是：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，

在標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水吸收的熱量是：

Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)＝5.04×105J，

由知道，消耗的電能是：

，

由知道，需要的加熱時間是：

。

答：(1)當開關S1閉合，S2閉合時，養生壺處于加熱狀態；

(2)在保溫檔正常工作時，電路中的電流是0.2A；

(3)R1的阻值為48.4Ω，R2的阻值為1051.6Ω；

(4)如果養生壺的效率為70%，那么在標準大氣壓下要將滿壺的水從20℃加熱至沸騰需要12min。