Question

新型電飯鍋采用“聰明火”技術，智能化地控制食物在不同時間段的溫度，以得到最佳的營養和口感，其簡化電路如圖甲所示。R1和R2均為電熱絲，S1是自動控制開關．煮飯時，把電飯鍋接入220V電路中，在電飯鍋工作的30min內，電路中總電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。.求：

（1）S和S1都閉合時電飯鍋的電功率；

（2）電熱絲R2的阻值；

（3）這30min內電飯鍋產生的熱量。

 

Answer 1

660W 220Ω 990 000J

【解析】

試題分析：電飯鍋是利用電流的熱效應，當開關S、S1均閉合時，電阻R1、R2并聯，處于加熱狀態，本題中的0-10min和15-20min時間段都處于加熱狀態，共用時15min；當閉合S，斷開S1時，處于保溫狀態，本題中的10-15min和20-30min時間段內處于保溫狀態，共用時15min。兩個開關都閉合時處于加熱狀態，電路中電流大，根據電路中的I-t圖像可知此時的電流為3A，電飯鍋的功率為P加=UI加=220V×3A=660W

當電飯鍋處于保溫狀態時，只有R1接入電路，R1中的電流為2A，根據并聯電路互不影響的特點，當兩個開關都閉合時，R1中的電流仍為2A，則R2中的電流為3A-2A=1A。

電阻R2的電阻為：

當電飯鍋處于保溫狀態時的功率為P保=UI保=220V×2A=440W

則30min內電飯鍋產生的熱量為Q=W=Pt=660W×900s+440W×900s=9.9×105J

考點：電功率的計算、焦耳定律