Question

如圖是某課外小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的電熱水壺的電路圖，R₀是電熱水壺中的電熱管，R是與電熱水壺的電熱管串聯(lián)的電阻，阻值為319Ω．此熱水壺是在熱膽中儲(chǔ)水，由電熱管加熱工作．電熱管的銘牌上標(biāo)有“220V，400W”的字樣，S是控制電熱水壺處于加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)的開關(guān)，求：
（1）S閉合時(shí)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？
（2）電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)通過(guò)電熱管的電流是多少？
（3）電熱水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，通電15min電熱管產(chǎn)生的熱量是多少焦？

Answer 1

解：（1）當(dāng)S閉合時(shí)，R被短路，電路中電阻最小；則由P=可得：當(dāng)電路中電阻最小時(shí)，電路中消耗的功率最大；
故S閉合時(shí)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；
（2）由歐姆定律可得：
加熱時(shí)通過(guò)電熱管的電流I===1.8A；
由P=可得：
加熱管電阻R===121Ω；
（3）電熱水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，電路中總電阻R_總=R+R₀=319Ω+121Ω=440Ω；
則電路中的電流I'===0.5A；
答：（1）S閉合時(shí)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；（2）加熱時(shí)通過(guò)電熱管的電流為1.8A；（3）保溫狀態(tài)時(shí)電路中的電流為0.5A．
分析：（1）由圖可知當(dāng)S閉合時(shí)R被短路，電熱管加在電源兩端，則由P=可得，此時(shí)電熱水壺功率最大，則可知電熱水壺的狀態(tài)；
（2）由電熱水壺的銘牌信息可知，加熱狀態(tài)時(shí)的額定電壓及額定功率，則由功率公式可求得通過(guò)加熱管的電流；
（3）當(dāng)S斷開時(shí)，R與電熱管串聯(lián)，則由歐姆定律可求得電路中的電流，由焦耳定律可求得15min內(nèi)電熱管產(chǎn)生的熱量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查功率公式的應(yīng)用，注意電路中開關(guān)的通斷對(duì)電路的影響，同時(shí)還需明確銘牌信息中為電器正常工作時(shí)的額定電壓及額定功率．