Question

【題目】多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營(yíng)養(yǎng)量化等功能，深受市場(chǎng)認(rèn)可和歡迎。圖乙是某品牌養(yǎng)生壺簡(jiǎn)化電路圖。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg℃），g＝10N/kg）

（1）開(kāi)關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺為高溫檔，說(shuō)明判斷依據(jù)；

（2）求R1的阻值；

項(xiàng)目	參數(shù)
電源電壓（V）	220
低溫檔功率（W）	275
中溫檔功率（W）	550
高溫檔功率（W）	1100
容積（L）	1

（3）養(yǎng)生壺處于低溫檔工作時(shí)，求電路中的電流大��；

（4）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，使用高溫檔將初溫是12℃的一壺水燒開(kāi)，若養(yǎng)生壺高溫檔加熱效率為80%，求水吸收的熱量和燒開(kāi)一壺水需要的時(shí)間。

Answer 1

【答案】（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2接B時(shí)，為高溫檔；因?yàn)榇藭r(shí)電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，總功率最大；（2）88Ω；（3）1.25A；（4）3.696×105J， 420s。

【解析】

（1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電功率公式判斷壺的工作狀態(tài)；

（2）應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式求出電阻阻值。

（3）由圖示圖象求出保溫時(shí)的功率，然后應(yīng)用 的變形公式求出電流。

（4）由熱量公式求出水吸收的熱量，由效率公式求出壺消耗的電能，然后求出燒開(kāi)一壺水需要的時(shí)間。

（1）由圖知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2接B時(shí)，電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，由 可知，總功率最大，所以此狀態(tài)為高溫檔；

（2）由圖知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)，S2接A時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由可知，總功率最小，此時(shí)為低溫檔；

當(dāng)S2接A，S1閉合時(shí)，R2被短路，只有電阻R1接入電路，養(yǎng)生壺處于中溫檔。

由P＝UI得，正常工作時(shí)通過(guò)R1的電流為： ，由 得，R1的阻值： ，

（3）由P＝UI得，養(yǎng)生壺在低溫檔工作時(shí)電路中的電流為：，

（4）由可得，水的質(zhì)量：，

水吸收的熱量：

，

由 和 得，燒開(kāi)一壺水需要的時(shí)間為：

答：當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2接B時(shí)，為高溫檔；因?yàn)榇藭r(shí)電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，總功率最大； 88Ω；1.25A； 3.696×105J， 420s。