Question

如圖所示是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是每當水沸騰后能自動斷電一段時間，電熱鍋的部分參數如下表所示．(1)調節切換開關可以使電熱鍋處于“關、高溫、自動、保溫”四種工作狀態，則原理圖中的切換開關連接觸點“         ”時為保溫擋．小明發現，當電熱鍋處于保溫檔正常工作時，不論加熱多長時間，都不能使鍋內的湯水沸騰，原因可能是：                                                       ．

(2)該電熱鍋處于高溫檔正常工作時，使3 L的水溫度升高54℃需要42 min，電熱鍋的效率為多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）3 ，水吸收的熱量不高于放出的熱量（2）54%

【解析】高溫檔與低溫檔主要指電功率的高與低，一般家庭電路電壓不變，那么根據P=U²/R

知，當電路中的電阻R較小時，即P大，此時為高溫檔；當電路中的電阻R較大時，此時P變小，即為低溫檔；當電熱鍋處于保溫檔正常工作時，不論加熱多長時間，都不能使鍋內的湯水沸騰，原因可能是：水吸收的熱量不高于放出的熱量；已知加熱功率500W，時間42min，根據W=Pt可求出消耗的電能；已知水的體積，根據m=ρV可求出水的質量，又知水溫度升高54℃，根據Q=cm△t可求出水吸收的熱量，最后根據η=Q /W ×100%求出電熱鍋的效率．（1）由圖可知，R₁＞R₂，根據P=U² /R 知，P₁＜P₂，當開關接3時，R₁工作，功率小，所以是保溫擋；當電熱鍋處于保溫檔正常工作時，不論加熱多長時間，都不能使鍋內的湯水沸騰，原因是：水吸收的熱量不高于放出的熱量；

（2）電熱鍋消耗的電能：

W=Pt=500W×42×60S=1.26×10⁶J，

水的質量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，

水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×54℃=6.804×l0⁵J，

電熱鍋的效率：η=Q /W ×100%=6.804×10⁵J /1.26×10⁶J =54%．