解:(1)當(dāng)S閉合時電路為電阻R的簡單電路,電阻較小,由P=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/18766.png)
可知,此時電功率大,故此時處于加熱狀態(tài);
當(dāng)S斷開時電阻R、R
0串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知,R兩端分得的電壓變小,此時電功率最小處于保溫狀態(tài).
(2)水吸收的熱量為:
Q=cm(t
2-t
1)=cρV(t
2-t
1)=4.2×10
3J/(kg?℃)×1.0×10
3kg/cm
3×2×10
-3m
3×(100℃-23℃)=6.468×10
5J,
由η=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/176680.png)
×100%可得,消耗的電能:
W=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/202162.png)
=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/484205.png)
=7.7××10
5J,
由W=Pt可得,加熱時間:
t=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/18769.png)
=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/484206.png)
=700s;
(3)由歐姆定律可得,串聯(lián)后的總電阻:
R
總=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/19283.png)
=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/329475.png)
=1100Ω,
∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和,
∴保溫電阻:
R
0=R
總-R=1100Ω-44Ω=1056Ω,
電阻R
0的電功率:
P=I
2R
0=(0.2A)
2×1056Ω=42.24W.
答:(1)加熱;分壓限流;
(2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開至少需要700s;
(3)電阻R
0的電功率是42.24W.
分析:(1)當(dāng)S閉合時電路為電阻R的簡單電路,當(dāng)S斷開時電阻R、R
0串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點和P=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/18766.png)
進行判斷電壺的狀態(tài);
(2)由Q=cm△t和m=ρV求出水所吸收的熱量,再根據(jù)效率公式和t=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/18769.png)
求出加熱時間;
(3)保溫時兩電阻串聯(lián),由串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可求得電阻,由P=I
2R求出電阻R
0的功率.
點評:本題考查了電阻、電功、質(zhì)量、吸熱、效率等的計算,關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活應(yīng)用,綜合性較強,具有一定的難度.