分析 (1)由电路图可知,开关S断开时R1与R2串联,开关S闭合时电路为R2的简单电路,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,两种情况下电路总功率的关系,功率大的为加热状态,功率小的为保温状态;
(2)电热水壶正常加热时的功率和额定功率相等,根据I=$\frac{P}{U}$求出通过电阻丝R2的电流;一满壶水的体积和其容积相等,根据m=ρV求出水的质量,又知道水的初温、末温、比热容,根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量,不计热损失时消耗的电能W=Q吸,利用W=Pt求出加热时间;
(3)根据欧姆定律求出电阻丝R2的阻值,根据电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出保温时电热水壶的功率.
解答 解:(1)由电路图可知,开关S断开时R1与R2串联,开关S闭合时电路为R2的简单电路,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,开关S断开时,电路中的总电阻最大,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热水壶的功率最小,处于保温状态;
开关S闭合时,电路中的总电阻最小,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热水壶的功率最大,处于加热状态;
(2)由P=UI可得,电热水壶正常加热时,通过电阻丝R2的电流:
I=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A,
一满壶水的体积:
V=2L=2dm3=2×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,
水吸热的热量:
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-25℃)
=6.3×105J,
不计热损失时,消耗的电能W=Q吸=6.3×105J,
由P=$\frac{W}{t}$可得,需要的加热时间:
t′=$\frac{W}{{P}_{加热}}$=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{1100W}$≈572.7s;
(3)由I=$\frac{U}{R}$可得,电阻丝R2的阻值:
R2=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω,
保温时电热水壶的功率:
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{{(220V)}^{2}}{440Ω+44Ω}$=100W.
答:(1)开关S闭合时,电热水壶处于正常加热;开关S断开时,电热水壶处于保温状态;
(2)电热水壶正常加热时通过电阻丝R2的电流为5A,要把满壶水从25℃加热至100℃需572.7s;
(3)保温状态时电热水壶的功率为100W.
点评 本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式的综合应用,分析清楚电路结构,知道何时电热水壶处于加热状态、何时处于保温状态,是正确解题的关键.
科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 对人体安全的电压为36V | |
B. | 教室里电脑正常工作时的电功率为100W | |
C. | 教室里一只日光灯正常工作时的电流约为1A | |
D. | 12月份重庆主城区的平均气温可达20℃ |
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科目:初中物理 来源: 题型:多选题
A. | 磁铁与铁球没有接触,二者间没有力的作用 | |
B. | 铁球从斜面上滚下的过程中,重力对铁球做了功 | |
C. | 铁球在水平面上滚动速度发生变化,是力改变了它的运动状态 | |
D. | 铁球最终静止在水平桌面上,它受到的重力与支持力是一对平衡力 |
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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