Question

【題目】九年級科技小組的同學在學�？萍际易灾屏艘恢痪哂懈叩蛢蓹n功率的電開水壺（開水壺隔熱性能好），開水壺的簡化電路圖如圖所示，。現壺內盛有質量為2kg、初溫為20℃的水。加熱過程中壺內氣壓始終為一標準大氣壓，J（kg·℃）。問：

(1)燒開這壺水，水吸收的熱量是多少？

(2)同學們發現，讓自制的開水壺高功率檔正常工作，燒開這壺水用時太長。請你利用圖中的所有元件重新設計具有高低兩檔功率的開水壺的電路，使改進后的開水壺高功率檔正常工作，燒開這壺水較改進前能縮短較長時間。請在上邊方框中畫出你設計的電路圖；

(3)若消耗的電能全部轉化為水的內能，利用正常工作的新開水壺燒開同樣的一壺水，至少需要多少秒？（結果保留整數）

Answer 1

【答案】(1)6.72×105 J；(2)；(3)764s

【解析】

(1) 燒開這壺水，水吸收的熱量是

(2)要想使燒水時間更短，電路中的燒水功率要更大，兩個定值電阻的阻值一定，根據，就需要電路中的總電阻最小，也就是讓兩個電阻并聯，電路設計如下圖所示：

。

(3)新開水壺燒開同樣的一壺水的總電阻為

消耗的電能全部轉化為水的內能，利用正常工作的新開水壺燒開同樣的一壺水，至少需要

答：(1)燒開這壺水，水吸收的熱量是6.72×105J；

(2)設計的電路圖為；

(3)若消耗的電能全部轉化為水的內能，利用正常工作的新開水壺燒開同樣的一壺水，至少需要764s。