Question

18．如圖乙所示是家庭、賓館常用的電熱水壺及其電路原理圖．有加熱和保溫兩個檔，定值電阻R₁的阻值為2156Ω，電熱絲R₂的阻值為44Ω．
（1）開關S₁S₂分別處于閉合狀態(tài)時，電熱水壺處于加熱狀態(tài)？此時電熱水壺的電功率是多少？
（2）在1標準大氣壓下將一壺30℃的水燒開需要5分鐘．則燒開這壺水消耗的電能是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻越小，電功率越大；當開S₁閉合、S₂斷開時，兩電阻串聯(lián)，再閉合開關S₂時，只有R₂工作；根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求加熱功率；
（2）根據(jù)W=Pt求出燒開這壺水消耗的電能．

解答 解：（1）由電路圖可知，當開S₁閉合、S₂斷開時，兩電阻串聯(lián)，再閉合開關S₂時，只有R₂工作，
根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻越小，電功率越大，當S₁、S₂均閉合時電熱水壺處于加熱狀態(tài)；
加熱功率為：P_加熱=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{44Ω}$=1100W；
（2）燒開這壺水消耗的電能：W=P_加熱t=1100W×5×60s=3.3×10⁵J．
答：（1）開關S₁、S₂均處于閉合狀態(tài)時，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；電熱水壺的加熱電功率是1100W；
（2）燒開這壺水消耗的電能是3.3×10⁵J．

點評 本題考查電功率、消耗電能的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是知道開關斷開與閉合時電熱水壺的狀態(tài)的判斷，解題過程中要注意單位的換算．