图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R 为加热管，R 为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收．S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶
物理试题 02-18
图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R 为加热管，R 为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收．S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌．
(1)加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？_________
(2)电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？______[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
(3)水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？______
(4)小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？________
【答案】 (1). 4A (2). 5.04×105J (3). 55W (4). 800W
【解析】
（1）由电路图可知，当S1、S、S2都闭合时，R2短路，电路只有R1工作；当开S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联；根据串联电阻的规律，根据P＝
，当电路只有R1工作时功率大，为加热状态，即手动开关S、S2都闭合时，电热水壶处于加热状态；根据表中数据可知，电热水壶的额定功率为880W，由P＝UI，正常工作时，通过加热管R1的电流为：I＝
＝4A；（2）由表中数据知，一满壶水的体积为1.5L，根据ρ＝
，其质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水升温100℃﹣20℃＝80℃．水需要吸收多少热量：Q＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×80℃＝5.04×105J；（3）由欧姆定律I＝
，根据（1）知，加热管电阻：R1＝
＝55Ω，当开S1、S3闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，根据电阻的串联，此时 电路的电阻：R串联＝R2+R1＝165Ω+55Ω＝220Ω，由欧姆定律，此时电路中的电流：I′＝
＝1A，则电热水壶的保温功率，即R1的功率：P保＝I′2R1＝（1A）2×55Ω＝55W；（4）如图乙电能表上标有3000r/kW•h，表示电能表转盘每转3000圈消耗1度电，则转40转消耗的电能为：W＝×40kW•h＝×3.6×106J＝4.8×103J，1min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为：P实＝
＝800W．
点睛：（1）根据P＝
结合串联电路电阻的规律分析；先根据表中读出额定加热功率，根据P＝UI求正常工作时加热管R1的电流；（2）由表中数据知一满壶水的体积，根据m＝ρV求其质量；由在1标准大气压下的沸点为100℃求出水升高的温度，根据Q＝c水m△t求水需要吸收多少热量；（3）根据电路的连接，由电阻的串联和欧姆定律求电路中的电流，根据P＝I2R求保温功率；（4）根据如图乙电能表上标有3000r/kW•h参数含义求转40转消耗的电能，根据P实＝
求电热水壶的实际功率．
(1)加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？_________
(2)电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？______[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
(3)水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？______
(4)小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？________
【答案】 (1). 4A (2). 5.04×105J (3). 55W (4). 800W
【解析】
（1）由电路图可知，当S1、S、S2都闭合时，R2短路，电路只有R1工作；当开S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联；根据串联电阻的规律，根据P＝
，当电路只有R1工作时功率大，为加热状态，即手动开关S、S2都闭合时，电热水壶处于加热状态；根据表中数据可知，电热水壶的额定功率为880W，由P＝UI，正常工作时，通过加热管R1的电流为：I＝＝4A；（2）由表中数据知，一满壶水的体积为1.5L，根据ρ＝，其质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水升温100℃﹣20℃＝80℃．水需要吸收多少热量：Q＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×80℃＝5.04×105J；（3）由欧姆定律I＝，根据（1）知，加热管电阻：R1＝＝55Ω，当开S1、S3闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，根据电阻的串联，此时 电路的电阻：R串联＝R2+R1＝165Ω+55Ω＝220Ω，由欧姆定律，此时电路中的电流：I′＝＝1A，则电热水壶的保温功率，即R1的功率：P保＝I′2R1＝（1A）2×55Ω＝55W；（4）如图乙电能表上标有3000r/kW•h，表示电能表转盘每转3000圈消耗1度电，则转40转消耗的电能为：W＝×40kW•h＝×3.6×106J＝4.8×103J，1min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为：P实＝＝800W．点睛：（1）根据P＝
结合串联电路电阻的规律分析；先根据表中读出额定加热功率，根据P＝UI求正常工作时加热管R1的电流；（2）由表中数据知一满壶水的体积，根据m＝ρV求其质量；由在1标准大气压下的沸点为100℃求出水升高的温度，根据Q＝c水m△t求水需要吸收多少热量；（3）根据电路的连接，由电阻的串联和欧姆定律求电路中的电流，根据P＝I2R求保温功率；（4）根据如图乙电能表上标有3000r/kW•h参数含义求转40转消耗的电能，根据P实＝求电热水壶的实际功率．
苏19057182-3号