Question

【題目】如圖甲是小明家電熱水壺內(nèi)部的簡(jiǎn)化電路圖，其中R1為加熱管，R2為限流電阻，只有加熱管放出的熱量能被水吸收。S1是溫控開關(guān)（也叫防干燒開關(guān)），S、S2是手動(dòng)開關(guān)，調(diào)節(jié)S、S2可以使電熱水壺分別處于加熱和保溫狀態(tài)，下表是該電熱水壺的銘牌。請(qǐng)解答下列問題：

XX牌電熱水壺
額定電壓	220V
額定加熱功率	968W
保溫功率
最大容量	1.5L

（1）該電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，手動(dòng)開關(guān)S、S2應(yīng)處的狀態(tài)是______；正常工作時(shí)，通過加熱管R1的電流為_______；

（2）水燒開后，讓電熱水壺處于保溫狀態(tài)，若R2=170Ω，則電熱水壺對(duì)水的保溫功率為_______；

（3）小明發(fā)現(xiàn)在晚上用電高峰時(shí)燒開一壺水比白天用時(shí)長(zhǎng)，晚上他進(jìn)行了測(cè)量，關(guān)掉家里其他電器，僅電熱水壺工作，他觀察到家里電能表（如圖乙）1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40轉(zhuǎn)，則晚上燒水時(shí)電熱水壺的實(shí)際電壓為_______。（不考慮電阻的變化）

Answer 1

【答案】都閉合 4.4A 50W 200V

【解析】

（1）開關(guān)S、S1、S2均閉合時(shí)，R2短路，電路中只有R1接入電路，電路的總電阻最小，由可知，電熱水壺的功率最大，處于加熱狀態(tài)，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知加熱功率，再利用求正常工作時(shí)，通過加熱管R1的電流；

（2）先根據(jù)歐姆定律的變形公式計(jì)算出R1的阻值，開關(guān)S、S1閉合，S2斷開時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，電路中的電流最小，此時(shí)R1的功率最小，處于保溫狀態(tài)，再計(jì)算出狀態(tài)下電路中的電流，由于只有R1起加熱作用，則R1的功率為電熱水壺的保溫功率；

（3）3000r/kWh表示的是電路中每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000r，據(jù)此求出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40轉(zhuǎn)消耗的電能，根據(jù)求出晚上燒水時(shí)加在電熱水壺兩端的實(shí)際電壓。

(1)[1][2]由電路圖可知，開關(guān)S、S1、S2均閉合時(shí)，R2短路，電路中只有R1接入電路，電路的總電阻最小，由可知，電熱水壺的功率最大，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，電熱水壺的額定加熱功率為P=968W，由可知，正常工作時(shí)，通過加熱管R1的電流

[3]加熱管R1的阻值

當(dāng)開關(guān)S、S1閉合，S2斷開時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，電路中的電流最小，此時(shí)R1的功率最小，處于保溫狀態(tài)，根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，此時(shí)電路中的總電阻

由歐姆定律，此時(shí)電路中的電流

電熱水壺在保溫狀態(tài)時(shí)加熱管的保溫功率：

[4]如圖乙電能表上標(biāo)有3000r/kWh，表示電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)3000圈消耗1度電，則轉(zhuǎn)40圈消耗的電能為：

由

可得，晚上燒水時(shí)電熱水壺兩端的電壓