Question

15．某電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關S進行調節，R₀為電熱絲．當開關S接高溫燒煮擋時，電路的功率為1100W，當開關S接燜飯、保溫擋時，電路的總功率為22W．
（1）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關S應與哪個觸點連接？
（2）電熱絲R₀的阻值多大？
（3）當電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電流對電熱絲R₀做功為多少？

Answer 1

分析 （1）電飯煲在高溫燒煮擋時，電路電阻最小，開關S與觸點2連接時，電阻R被短路，電路電阻最小，功率最大．
（2）已知工作電壓與高溫燒煮擋的功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求電熱絲R₀的阻值．
（3）當S應接1觸點時，R₀和R串聯，電路電阻最大，處于燜飯、保溫擋，利用P=UI求此時電路中的電流；再利用W=UIt=I²Rt求燜飯、保溫10min，電流對電熱絲R₀做功．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓U一定時，電阻R越小，電功率越大，由電路圖可知，S應接2觸點時，電路電阻最小，此時電飯煲功率最大，電飯煲在高溫燒煮檔．
（2）由題意高溫燒煮時功率為1100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電阻：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）當S應接1觸點時，R₀和R串聯，電路電阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時電飯煲功率最小，為燜飯、保溫擋，
此時電路中的電流：
I_保溫=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A，
燜飯、保溫10min，電流對電熱絲R₀做功：
W=（I_保溫）²R₀t=（0.1A）²×44Ω×10×60s=264J．
答：（1）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關S應與觸點2連接；
（2）電熱絲R₀的阻值為44Ω；
（3）當電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流為0.1A；燜飯、保溫10min，電流對電熱絲R₀做功為264J．

點評 大部分家用電熱器都是用改變電路電阻的阻值來實現功率的改變，電阻阻值的改變由三種方法：①用開關使幾個電阻串聯，達到增大電阻、減小功率的目的；②用開關使幾個電阻并聯，達到減小電阻、增大功率的目的；③用一個開關和電阻并聯，開關的閉合可用短路電阻，達到減小電阻，增大功率的目的．