Question

【題目】隨著電器化時(shí)代的到來(lái)，家用電器已廣泛應(yīng)用到我們的生活中．某家庭煲湯用電熱鍋簡(jiǎn)化電路如圖所示，電熱鍋額定電壓為220V，R1 ， R2均為發(fā)熱電阻，其阻值分別為80Ω、404Ω．接通電源，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2 ， 電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài)；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到100℃時(shí)，開(kāi)關(guān)S2自動(dòng)斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)S1仍閉合，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)．
①電熱鍋在額定電壓下，處于“大火”加熱狀態(tài)時(shí)，電路中的電流多大？
②電熱鍋在額定電壓下，處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘，消耗的電能是多少焦耳？
③電熱鍋在額定電壓下，處于“小火”燉煮狀態(tài)時(shí)，電功率多大？
④為測(cè)量電熱鍋的實(shí)際電壓，將家中其他用電器全部關(guān)閉，電熱鍋在“大火”加熱狀態(tài)下，觀察到標(biāo)有“2000r/kWh”字樣的電能表在6分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn)，電熱鍋的實(shí)際電壓是多少？

Answer 1

【答案】解：①閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài)，
電熱鍋在額定電壓下，電路中的電流：
I= = =2.75A；
②電熱鍋在額定電壓下，處于“大火”加熱狀態(tài)15min消耗的電能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J；
③開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)、S1仍閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電熱鍋的電功率：
P小= = =100W；
④電熱鍋在“大火”加熱狀態(tài)下，6分鐘消耗的電能：
W′= =0.05kWh=1.8×105J，
由W= t可得，電熱鍋的實(shí)際電壓：
U′= = =200V．
答：①電熱鍋在額定電壓下，處于“大火”加熱狀態(tài)時(shí)，電路中的電流為2.75A；②電熱鍋在額定電壓下，處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘，消耗的電能是5.445×105J；③電熱鍋在額定電壓下，處于“小火”燉煮狀態(tài)時(shí)，電功率為100W；④電熱鍋的實(shí)際電壓是200V．
【解析】①閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；②根據(jù)W=UIt求出處于“大火”加熱狀態(tài)15min消耗的電能；③開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)、S1仍閉合時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P= 求出電功率；④2000r/kWh表示每消耗1kWh的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)2000r，據(jù)此求出6分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn)消耗的電能，根據(jù)W= t求出電熱鍋的實(shí)際電壓．
本題考查了歐姆定律、電功公式、電功率公式的應(yīng)用，要注意額定電壓下用電器的實(shí)際功率和額定功率相等．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解電功的計(jì)算(電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）)，還要掌握電功率的計(jì)算公式(計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．