4. 甲同学发现家中接在电路中的用电器关机后却仍在耗电。在家长指导下，甲、乙、丙三名同学将计量插座接入家庭电路，并把用电器的电源插头插在计量插座(图 15 - 11 - 2)上，使用电器处于关机状态，计量插座就能显示用电器处于该状态下的实际功率。测得的数据如下表所示(单位：W)。
(1) 家庭电路的电压是 220 V，家庭电路中各用电器之间的连接方式是
并联
。
(2) 在上述测量过程中，通过丙同学家空调的电流是
0.01
A。
(3) 用电器使用后应及时拔掉插头，这样可以有效节约电能。通过此方式，甲同学家(表中用电器各一台)每天至少可节约多少电能(设各用电器每天的关机时间为 20 h)？
答案：4. (1) 并联 (2) 0.01 (3) 0.12 $ kW· h$
解析：
(1) 并联
(2) 0.01
(3) 由表可知甲同学家各用电器关机功率之和为 $ P = 2.1\ W + 1.5\ W + 2.4\ W = 6\ W = 0.006\ kW $，每天关机时间 $ t = 20\ h $，节约电能 $ W = Pt = 0.006\ kW × 20\ h = 0.12\ kW·h $
5. 小明的妈妈买了一个新电饭锅，小明从其使用说明书中得知图 15 - 11 - 3(a)所示的信息，该电饭锅的简化电路图如图 15 - 11 - 3(b)所示，$S_1$ 为温控开关，加热电阻 $R_1$ 和 $R_2$ 的阻值不随温度而变化。
(1) 求电饭锅在“保温”状态下正常工作时，通过电饭锅的电流。
(2) 求电阻 $R_2$ 的阻值。
(3) 某天，小明想利用自家的电能表[图 15 - 11 - 3(c)]测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭锅在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表脉冲指示灯在 1 min 内闪烁了 20 次，求小明家家庭电路的实际电压。
(a) 额定电压：220 V
额定蒸煮功率：1 210 W
额定保温功率：88 W
容积：5 L
(b)
(c)
答案：5. (1) 0.4 A (2) 510 $\Omega$ (3) 200 V
解析：
(1) 解：由 $P=UI$ 得，保温状态电流 $I_{ 保}=\frac{P_{ 保}}{U}=\frac{88\, W}{220\, V}=0.4\, A$
(2) 解：蒸煮时 $S_1$ 闭合，$R_2$ 短路，仅 $R_1$ 工作
由 $P=\frac{U^2}{R}$ 得 $R_1=\frac{U^2}{P_{ 蒸}}=\frac{(220\, V)^2}{1210\, W}=40\,\Omega$
保温时 $S_1$ 断开，$R_1$、$R_2$ 串联，总电阻 $R_{ 总}=\frac{U^2}{P_{ 保}}=\frac{(220\, V)^2}{88\, W}=550\,\Omega$
$R_2=R_{ 总}-R_1=550\,\Omega-40\,\Omega=510\,\Omega$
(3) 解：电能表参数 $1200\, imp/(kW·h)$，1 min 闪烁 20 次
消耗电能 $W=\frac{20}{1200}\, kW·h=\frac{1}{60}\, kW·h=6×10^4\, J$
实际功率 $P_{ 实}=\frac{W}{t}=\frac{6×10^4\, J}{60\, s}=1000\, W$
由 $P=\frac{U^2}{R}$ 得实际电压 $U_{ 实}=\sqrt{P_{ 实}R_1}=\sqrt{1000\, W×40\,\Omega}=200\, V$
