Question

如圖所示是某煲湯用的電熱鍋的工作電路圖，ND為標有“6V  100mA”的指示燈，R₁為限流電阻，R₂、R₃是阻值分別為423.5Ω、60.5Ω的發熱電阻。接通電源，閉合S₁、S₂，電熱鍋開始加熱，當鍋內水溫達到100℃時，S₂自動斷開，S₁仍閉合，維持小火燉煮。求：

（1）要使指示燈正常發光，R₁的阻值是多少？

（2）小火燉煮時發熱電阻的功率是多少？

（3）在一個標準大氣壓下，電熱鍋將4.5L，20℃的水燒開需要35min，則電熱鍋的效率是多少？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg·℃）,密度為1.0×10³kg/m³）

Answer 1

（1）U₁=U-U₀=220V-6V=114V

（2）R_總=R₂+R₃=423.5Ω+60.5Ω=484Ω

（3）m=ρV=1.0×10³kg/m³×4.5×10^-3m³=4.5kg

Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg·℃）×4.5kg×（100℃-20℃）=1.512×10⁶J

當S₁、S₂都閉合時，R₃的功率為：

W=P₃t=800W×35×60s=1.68×10⁶J