Question

如图甲所示为某品牌电热开水壶及其铭牌，原理图如图乙所示，其中L为加热指示灯，额定电压2V，额定电流10mA，R₁为保护电阻，R₂为电热丝，当水烧开时温控开关自动断开停止加热．
求：（1）为保证指示灯正常工作，R₁的阻值多大？
（2）此电热开水壶正常工作500s，消耗的电能是多少？（R₁和L消耗的电能不计）
（3）如果这段时间内，电热开水壶恰能将1kg、20°C的水烧开，则电热开水壶的效率是多少？[c水=4.2×10³J/，此时气压为1标准大气压]．

Answer

（1）根据串联电路电压特点求出R1两端电压，然后根据欧姆定律的变形公式即可求出R1的电阻．
（2）已知电热水壶的额定功率和工作时间，直接根据W=Pt即可求出消耗的电能．
（3）根据Q=cm△t求出吸收的热量，吸收的热量与消耗的电能的比值就是电热水壶把电能转化为内能的效率．
【解析】
（1）U1=U-UL=220V-2V=218V，
由I=得，R1===21800Ω；
（2）由P=得，W=Pt=800W×500s=4×105J；
（3）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J
η=×100%=×100%=84%．
答：（1）为保证指示灯正常工作，R1的阻值为21800Ω；
（2）此电热开水壶正常工作500s，消耗的电能是4×105J；
（3）如果这段时间内，电热开水壶恰能将1kg、20℃的水烧开，则电热开水壶的效率是84%．