电水壶在1891年诞生于芝加哥．随着科技的发展.快捷.安全.便利.充分利用能源日渐成为了水壶的主要特点.到了二十一世纪便成为全球的畅销品．电水壶具有水沸腾后自动断电.防干烧断电的功能．电水壶工作电路如图所示.其中S是双金属温控开关.R1是电热管.当电水壶处于加热状态时.水被迅速加热.达到预定温度时.S自动切换到另一处.处于保温状态� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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电水壶在1891年诞生于芝加哥．随着科技的发展，快捷、安全、便利、充分利用能源日渐成为了水壶的主要特点，到了二十一世纪便成为全球的畅销品．电水壶具有水沸腾后自动断电、防干烧断电的功能．电水壶工作电路如图所示，其中S是双金属温控开关，R₁是电热管，当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处，处于保温状态．
（1）小明发现将壶盖打开烧水，水烧开后电水壶将不会自动断电，说明温控开关是依靠水蒸气感温，从而实现自动化．
（2）A、B是两种不同颜色的灯，红色表示加热，黄色表示保温，则A灯为红色．
（3）若在加热状态时，R₁阻值为55Ω．壶中1kg水，初温25℃，把这些水加热到100℃所需时间为10min，则该电热水壶的效率为多少（不计指示灯电阻，计算结果保留1位小数）．

分析（1）根据题意分析，水沸腾时产生的水蒸气使双金属温控开关S自动切换到另一处，处于保温状态；
如果将壶盖打开烧水，双金属温控开关S失效，水烧开后电水壶将不会自动断电；
（2）当S接A时，只有电阻R₁，接B时两电阻R₁、R₂串联，电源电压不变，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路功率的大小；
（3）根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，由W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t求出电水壶消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热水壶的效率．

解答解：（1）将壶盖盖上烧水时，水沸腾时产生的水蒸气使双金属温控开关S自动切换到另一处，使电热水壶处于保温状态；
如果将壶盖打开烧水，水沸腾时产生的水蒸气不能使双金属温控开关S自动切换到另一处，水烧开后电水壶将不会自动断电，
说明温控开关是依靠水蒸气感温，从而实现自动化．
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中的电阻越大，电功率越小，所以两电阻串联时电功率小，电水壶处于保温状态；
当开关接A时，电路中只有电阻R₁，电功率较大，所以电水壶处于加热状态，则A灯为红色．
（3）水吸收的热量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-25℃）=3.15×10⁵J，
加热时间t=10min=600s，
电水壶消耗的电能W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{55Ω}$×600s=5.28×10⁵J，
则该电热水壶的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{5.28×1{0}^{5}J}$×100%≈59.7%．
答：（1）水蒸气；
（2）红；　
（3）该电热水壶的效率为59.7%．

点评本题取材于我们常见的电水壶，考查了热量的计算、串联电路的特点、电功率公式的灵活运用及效率的计算等，知识点多，联系实际生活，属于中考常见题型，会判断开关在不同位置时电路的连接情况和对应的电功率是关键．

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