Question

【题目】九年级科技小组的同学在学校科技室自制了一只具有高低两档功率的电开水壶（开水壶隔热性能好），开水壶的简化电路图如图所示，。现壶内盛有质量为2kg、初温为20℃的水。加热过程中壶内气压始终为一标准大气压，J（kg·℃）。问：

(1)烧开这壶水，水吸收的热量是多少？

(2)同学们发现，让自制的开水壶高功率档正常工作，烧开这壶水用时太长。请你利用图中的所有元件重新设计具有高低两档功率的开水壶的电路，使改进后的开水壶高功率档正常工作，烧开这壶水较改进前能缩短较长时间。请在上边方框中画出你设计的电路图；

(3)若消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要多少秒？（结果保留整数）

Answer 1

【答案】(1)6.72×105 J；(2)；(3)764s

【解析】

(1) 烧开这壶水，水吸收的热量是

(2)要想使烧水时间更短，电路中的烧水功率要更大，两个定值电阻的阻值一定，根据，就需要电路中的总电阻最小，也就是让两个电阻并联，电路设计如下图所示：

。

(3)新开水壶烧开同样的一壶水的总电阻为

消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要

答：(1)烧开这壶水，水吸收的热量是6.72×105J；

(2)设计的电路图为；

(3)若消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要764s。