Question

如图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R₁为加热管，R₂为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S₁是温控开关（也叫防干烧开关），S、S₂是手动开关，调节S、S₂可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌。请解答下列问题：

XX牌电热水壶
额定电压	220V
额定加热功率	968W
保温功率
最大容量	1.5L

（1）该电热水壶处于加热状态时，手动开关S、S₂应处的状态是______；正常工作时，通过加热管R₁的电流为_______；

（2）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R₂=170Ω，则电热水壶对水的保温功率为_______；

（3）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际电压为_______。（不考虑电阻的变化）

Answer

都闭合 4.4A 50W 200V

【解析】

（1）开关S、S1、S2均闭合时，R2短路，电路中只有R1接入电路，电路的总电阻最小，由可知，电热水壶的功率最大，处于加热状态，根据表格数据可知加热功率，再利用求正常工作时，通过加热管R1的电流；

（2）先根据欧姆定律的变形公式计算出R1的阻值，开关S、S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，此时R1的功率最小，处于保温状态，再计算出状态下电路中的电流，由于只有R1起加热作用，则R1的功率为电热水壶的保温功率；

（3）3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出转盘转了40转消耗的电能，根据求出晚上烧水时加在电热水壶两端的实际电压。

(1)[1][2]由电路图可知，开关S、S1、S2均闭合时，R2短路，电路中只有R1接入电路，电路的总电阻最小，由可知，电热水壶的功率最大，根据表中数据可知，电热水壶的额定加热功率为P=968W，由可知，正常工作时，通过加热管R1的电流

[3]加热管R1的阻值

当开关S、S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，此时R1的功率最小，处于保温状态，根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，此时电路中的总电阻

由欧姆定律，此时电路中的电流

电热水壶在保温状态时加热管的保温功率：

[4]如图乙电能表上标有3000r/kW⋅h，表示电能表转盘每转3000圈消耗1度电，则转40圈消耗的电能为：

由

可得，晚上烧水时电热水壶两端的电压