Question

小明對家中的一只電熱水壺進(jìn)行了觀察和研究，其銘牌如右表：

型號	DSP-19B
電壓	220V
功率	加熱：1kW 保溫：40W
容量	1.2L

（1）在額定電壓下，保溫時(shí)通過電熱水壺的電流是多少？
（2）小明經(jīng)過幾次使用后發(fā)現(xiàn)，晚間用電高峰時(shí)燒開一壺水總比早晨燒開一壺水所用的時(shí)間長．他開始進(jìn)一步研究：晚間，他先觀察電能表，記錄如下：（220V  10（40）A  50Hz   3200r/kWh，電能表示數(shù)），然后他關(guān)閉家中其它用電器，只將電熱水壺接入電路中燒開水，發(fā)現(xiàn)電能表在4min內(nèi)轉(zhuǎn)192轉(zhuǎn)，那么此時(shí)電熱水壺的實(shí)際電壓是多少？（

10

=3.162，保留一位小數(shù)）在這種情況下，連續(xù)使用該電熱水壺2h后電能表的示數(shù)變?yōu)?nbsp;（不要計(jì)算過程，直接填表）．
（3）請你在方框內(nèi)嘗試畫出該電熱水壺的內(nèi)部電路圖．
（4）請你就電熱水壺再提出一個(gè)問題并回答，不能與前面的相同．
問題：

燒水時(shí)，壺里的水能不能灌得太滿

？
回答：

不能，否則水受熱膨脹會(huì)溢出，可能會(huì)引起漏電

．

Answer 1

分析：（1）由電熱水壺的銘牌可知額定電壓和保溫時(shí)的功率，根據(jù)P=UI求出通過電熱水壺的電流；
（2）根據(jù)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3200r消耗1kW?h的電能求出轉(zhuǎn)192r消耗的電能，再根據(jù)P=

W

t

求出實(shí)際功率，利用P=

U2

R

求出加熱電阻，進(jìn)一步求出電熱水壺的實(shí)際電壓；再根據(jù)W=Pt求出連續(xù)使用該電熱水壺2h后消耗的電能，然后加上原來的示數(shù)即為現(xiàn)在的示數(shù)；
（3）根據(jù)P=

U2

R

可知，電阻小時(shí)功率大，即加熱時(shí)的電阻�。浑娮璐髸r(shí)功率小，電阻大．根據(jù)這個(gè)原理畫電路圖可以有以下情況：兩個(gè)電阻串聯(lián)，一個(gè)開關(guān)與電阻并聯(lián)，或者兩個(gè)電阻并聯(lián)，一個(gè)開關(guān)與電阻串聯(lián)；
（4）認(rèn)真分析電壺的各部分結(jié)構(gòu)，由電壺的結(jié)構(gòu)聯(lián)系所的物理規(guī)律設(shè)置問題及答案．

解答：解：（1）∵P=UI，
∴I=

P保溫

U

=

40W

220V

≈0.18A；
（2）電熱水壺4min內(nèi)消耗的電能：
W_實(shí)=

192r

3200r/k?Wh

=0.06kW?h=2.16×10⁵J，
電熱水壺的實(shí)際加熱功率：
P_實(shí)=

W實(shí)

t

=

0.06kW?h

4 60 h

=0.9kW=900W，
∵根據(jù)P=

U2

R

可得，
∴加熱電阻R=

U 2

P加熱

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω，
∴實(shí)際電壓U_實(shí)=

P實(shí)R

=

900W×48.4Ω

≈208.7V；
在這種情況下，連續(xù)使用該電熱水壺2h消耗的電能：
W′=P_實(shí)t′=0.9kW×2h=1.8kW?h，
此時(shí)電能表的示數(shù)：389.6kW?h+1.8kW?h=391.4kW?h，

（3）兩個(gè)電阻串聯(lián)，一個(gè)開關(guān)與電阻并聯(lián)，或者兩個(gè)電阻并聯(lián)，一個(gè)開關(guān)與電阻串聯(lián)，電路圖如下圖，其它合理亦可：

（4）可以從以下角度進(jìn)行分析：
①用電熱水壺?zé)�水為什么不能灌的太滿？因?yàn)樗疅崦浝淇s，水受熱膨脹溢出有危險(xiǎn)．
②電熱水壺的提手為什么用膠木的？因?yàn)槟z木是絕緣體和熱的不良導(dǎo)體．
③電源插頭處為什么用較好的絕緣材料？防止漏電等（合理即可）
答：（1）在額定電壓下，保溫時(shí)通過電熱水壺的電流約為0.18A；
（2）此時(shí)電熱水壺的實(shí)際電壓約為208.7V；電能表的示數(shù)如上圖所示；
（3）該電熱水壺的內(nèi)部電路圖如上圖所示；
（4）用電熱水壺?zé)�水為什么不能灌的太滿？因?yàn)樗疅崦浝淇s，水受熱膨脹溢出有危險(xiǎn)等（合理即可）．

點(diǎn)評：本題考查了電流、電阻、實(shí)際功率的計(jì)算以及電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是理解電能表參數(shù)的含義，難點(diǎn)是根據(jù)P=

U2

R

判斷電熱絲的連接方式和電路圖的設(shè)計(jì)．