Question

小鹏家的一个电水壶的铭牌信息如图1所示，简化电路图如图2所示，A为电热丝。电水壶在标准大气压下工作。

（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min．求：

①水吸收的热量是多少______？

②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少______？

（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10%．求：这时电水壶的实际功率P₀______．（设 电阻不随温度改变）

（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，请你帮小鹏他们家的电水壶做一改进：需要_____（选填“串联”或“并联”）一个电热丝，计算该电热丝的阻值是多大_____？

Answer

6.72×105J 80% 1620W 并联 103Ω

【解析】

（1）根据得水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，

在额定电压下，工作7min消耗的电能：

W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J，

电水壶在烧水过程中的能量转化效率：

；

（2）根据得，电热丝的阻值：

，

根据题意得，用电高峰时的实际电压：

，

电水壶的实际功率：

；

（3）根据知，要使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，必须减小电热丝的电阻，根据电阻并联的特点知，应并联一个电热丝；

并联电阻的电功率：P2=P额-P0=2000W−1620W=380W，

并联电阻的阻值为：

。