Question

【題目】九年級(jí)科技小組的同學(xué)在學(xué)校科技室自制了一只具有高低兩檔功率的電開(kāi)水壺（開(kāi)水壺隔熱性能好），開(kāi)水壺的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，�，F(xiàn)壺內(nèi)盛有質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水。加熱過(guò)程中壺內(nèi)氣壓始終為一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，J（kg·℃）。問(wèn)：

(1)燒開(kāi)這壺水，水吸收的熱量是多少？

(2)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，讓自制的開(kāi)水壺高功率檔正常工作，燒開(kāi)這壺水用時(shí)太長(zhǎng)。請(qǐng)你利用圖中的所有元件重新設(shè)計(jì)具有高低兩檔功率的開(kāi)水壺的電路，使改進(jìn)后的開(kāi)水壺高功率檔正常工作，燒開(kāi)這壺水較改進(jìn)前能縮短較長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)?jiān)谏线叿娇蛑挟?huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖；

(3)若消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，利用正常工作的新開(kāi)水壺?zé)�開(kāi)同樣的一壺水，至少需要多少秒？（結(jié)果保留整數(shù)）

Answer 1

【答案】(1)6.72×105 J；(2)；(3)764s

【解析】

(1) 燒開(kāi)這壺水，水吸收的熱量是

(2)要想使燒水時(shí)間更短，電路中的燒水功率要更大，兩個(gè)定值電阻的阻值一定，根據(jù)，就需要電路中的總電阻最小，也就是讓兩個(gè)電阻并聯(lián)，電路設(shè)計(jì)如下圖所示：

。

(3)新開(kāi)水壺?zé)�開(kāi)同樣的一壺水的總電阻為

消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，利用正常工作的新開(kāi)水壺?zé)�開(kāi)同樣的一壺水，至少需要

答：(1)燒開(kāi)這壺水，水吸收的熱量是6.72×105J；

(2)設(shè)計(jì)的電路圖為；

(3)若消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，利用正常工作的新開(kāi)水壺?zé)�開(kāi)同樣的一壺水，至少需要764s。