Question

（2013•武昌区模拟）如图所示是某电子瓦罐的工作电路图，ND为标有“2V 10mA”的指示灯，R0的限流电阻

Answer 1

解题思路：（1）指示灯正常发光时的电流和额定电流相等，根据P=UI求出指示灯电路的功率；

（2）由电路图可知，开关位于2、3时，电路为R₂的简简单电路，此时电路中的电阻最大，电子瓦罐处于保温状态；当开关位于3、4时，R₁、R₂并联，电路中的总电阻最小，电子瓦罐处于加热状态；加热额定功率减去保温额定功率等于R₁的电功率，根据P=

U

2

R

求出加热电阻R₁的阻值；

（3）电子瓦罐装水至最高水位时水的体积和容积相等，利用m=ρV求出水的质量，标准大气压下水的沸点是100℃，根据吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，根据公式W=Pt求出消耗的电能，水吸收的热量与消耗电能的比值就等于电热水壶的热效率．

（1）由图可知，指示灯与限流电阻串联，指示灯正常发光时的电流I=10mA，

∵串联电路中各处的电流相等，

∴指示灯电路的功率：

P=UI=220V×10×10^-3A=2.2W；

（2）由图可知，电路为R₂的简简单电路时处于保温状态，R₁、R₂并联时处于加热状态，

则电阻R₁的电功率：

P₁=P_加热-P_保温=500W-300W=200W，

∵并联电路中各支路两端的电压相等，且P=

U2

R，

∴R₁=

U2

P1=

(220V)2

200W=242Ω；

（3）由ρ=[m/V]可得，水的质量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，

水吸的热量：

Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J，

70min内消耗的电能：

W=Pt=500W×70×60s=2.1×10⁶J，

电热水壶的效率：

η=

Q吸

W×100%=

1.68×106J

2.1×106J×100%=80%．

答：（1）要使指示灯正常发光，指示灯电路的功率为2.2W；

（2）加热电阻R₁的阻值为242Ω；

（3）电子瓦罐的效率是80%．

点评：

本题考点： 电功与热量的综合计算；电功率的计算．

考点点评： 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到电功率公式、串并联电路的特点、密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用等，关键是知道准大气压下水的沸点是100℃，同时注意无论是串联还是并联电路的总功率等于各用电器功率之和．