【分析】
要解决这道题,我们可以分三步思考:
1. 对于前两个空,回忆电流做功的计算公式$ W = UIt $,同时明确电流通过用电器做功的过程就是消耗电能的过程,因此电流做的功等于消耗的电能。只需将已知的电压、电流、时间(注意转换为秒)代入公式计算即可。
2. 对于第三个空,电水壶的电阻是定值,首先根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $算出电水壶的电阻;再结合电压变为110V、时间不变的条件,选择公式$ W = \frac{U^2 t}{R} $来计算消耗的电能(因为电压变化后电流也会变化,无法直接使用原来的电流值)。
【解析】
1. 计算接在220V电源上时电流做的功和消耗的电能:
已知$ U = 220\ \mathrm{V} $,$ I = 1\ \mathrm{A} $,$ t = 10\ \mathrm{min} = 10×60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $,
根据电功公式$ W = UIt $,代入数据得:
$ W = 220\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}×600\ \mathrm{s} = 1.32×10^5\ \mathrm{J} $。
由于电流做的功等于消耗的电能,因此消耗的电能也为$ 1.32×10^5\ \mathrm{J} $。
2. 计算接在110V电源上时消耗的电能:
首先根据欧姆定律计算电水壶的电阻:
$ R = \frac{U}{I} = \frac{220\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 220\ \Omega $,
当电压$ U' = 110\ \mathrm{V} $,时间$ t = 600\ \mathrm{s} $时,利用公式$ W' = \frac{U'^2 t}{R} $,代入数据得:
$ W' = \frac{(110\ \mathrm{V})^2×600\ \mathrm{s}}{220\ \Omega} = 3.3×10^4\ \mathrm{J} $。
【答案】
$ 1.32×10^5 $;$ 1.32×10^5 $;$ 3.3×10^4 $
【知识点】
电功公式应用、电能与电功的关系、欧姆定律的应用
【点评】
本题考查电功与电能的综合计算,核心是灵活选用电功的计算公式:当电压、电流已知时用$ W=UIt $;当电压变化但电阻不变时,需先求电阻再用$ W=\frac{U^2 t}{R} $计算。解题时需注意单位换算(时间统一为秒),同时明确电流做功与消耗电能的等量关系。
【难度系数】
0.7