Question

某电热水瓶的铭牌如下表所示．若热水瓶内装满水，在额定电压下工作（外界大气压强为1个标准大气压）．求：
（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？
（2）加热时电热水瓶的电阻多大？
（3）若瓶内20℃的水加热14min正好烧开，瓶内水所吸收的热量多少？则加热时电热水瓶的热效率是多少？
（4）请你在虚线框尝试画出电热水瓶内部电路的原理图．

型号DSP-19B
电源220V 50Hz
功率	加热时 1000W
	保温时　22W
容量2L

Answer 1

解：（1）∵P=UI，
∴保温时通过电热水瓶的电流：I===0.1A，
（2）电热水瓶的电阻：R===48.4Ω
（3）瓶内水的质量为：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
瓶内水吸收的热量：
Q=Cm（t-t₀）=4.2×10³kg/m³×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
消耗的电能：
W=P₂t=1000W×14×60s=8.4×10⁵J，
热水瓶效率：η==×100%=80%．
（4）两个电阻串联，一个开关与电阻并联，或者两个电阻并联，一个开关与电阻串联，电路图如右图，其它合理亦可．
答：（1）保温时通过电热水瓶的电流约为0.1A；
（2）加热时电热水瓶的电阻约为48.4Ω；
（3）加热时电热水瓶的热效率约为80%；
（4）电热水瓶的内部电路图如上图所示．
分析：（1）根据电热水瓶的铭牌可知保温时的功率和电压，根据I=求出保温时通过电热水瓶的电流；
（2）根据电热水瓶的铭牌可知加热时的功率和电压，根据R=求出电热水瓶的电阻；
（3）先根据m=ρV求出瓶内水的质量，再根据Q=Cm（t-t₀）求出瓶内水吸收得热量，由W=Pt求出消耗的电能，代入η=即可求出加热时电热水瓶的热效率．
（4）根据P=可知，电阻小时功率大，加热时功率大，所以此时的电阻小；电阻大时功率小，保温时功率小，所以此时的电阻大．根据这个原理画电路图可以有以下情况：两个电阻串联，一个开关与电阻并联，或者两个电阻并联，一个开关与电阻串联．
点评：本题考查电流、电阻的计算，水吸热的计算以及消耗电能和热效率的计算，还有电阻的连接问题．关键是根据理解电热器铭牌的含义，难点是根据P=判断电热丝的连接方式和电路图的设计．