Question

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

（1）開關S1、S2處于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺為高溫檔，說明判斷依據(jù)；

（2）求R1的阻值；

項目	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，求電路中的電流大小；

（4）在標準大氣壓下，使用高溫檔將初溫是12℃的一壺水燒開，若養(yǎng)生壺高溫檔加熱效率為80%，求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時間。

Answer 1

【答案】（1）當開關S1閉合，S2接B時，為高溫檔；因為此時電阻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，應用電功率公式判斷壺的工作狀態(tài)；

（2）應用串聯(lián)電路特點與電功率公式求出電阻阻值。

（3）由圖示圖象求出保溫時的功率，然后應用 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，然后求出燒開一壺水需要的時間。

（1）由圖知，當開關S1閉合，S2接B時，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，當開關S1斷開，S2接A時，電阻R1、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由可知，總功率最小，此時為低溫檔；

當S2接A，S1閉合時，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，正常工作時通過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，燒開一壺水需要的時間為：

答：當開關S1閉合，S2接B時，為高溫檔；因為此時電阻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。