Question

小明觀察家里的電飯鍋銘牌：額定電壓為220V，保溫功率為22W，加熱功率為1100W，電飯鍋的工作原理如圖所示，通過單刀雙擲開關S調節加熱和保溫兩種狀態，R₀為電熱絲．請你幫助小明解決下列問題．
（1）電飯鍋在加熱狀態時，開關S應與觸點

 

連接．
（2）電飯鍋處于加熱狀態時電路的電阻值．
（3）如果該電飯鍋正常加熱10.5min，消耗的電能有這些能量80%被水吸收，能將多少kg水在l標準大氣壓下由12℃加熱至沸騰？已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）
（4）保溫5min，電熱絲R₀產生的熱量是多少？

Answer 1

分析：（1）電路電壓一定，由電功率公式P=

U2

R

可知電路電阻越大，電路功率越小，電路電阻越小電路功率越大．
（2）已知加熱功率和額定電壓，根據功率的變形公式即可求出電飯鍋處于加熱狀態時電路的電阻值．
（3）由熱量公式的變形公式求出水的質量．
（4）先根據P=UI的變形公式求出電路中的電流，然后根據Q=I²Rt求出電熱絲R₀產生的熱量．

解答：解：（1）由電路圖可知，開關與觸點2連接時，電阻R被短路，只有電熱絲R₁接入電路，此時電路電阻最小，由P=

U2

R

可知，此時電路的電功率最大，故電飯煲處于加熱狀態．
（2）∵P=UI，I=

U

R

∴電電飯鍋處于加熱狀態時電路的電阻：R₀=

U2

P

=

(220V)2

1100W

=44Ω；
（3）Q=80%×Pt=80%×1100W×10.5×60s=5.544×10⁵J，
∵Q=cm△t，且1標準大氣壓下水的沸點是100℃
∴水的質量m=

Q

c△t

=

5.544×105J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-12℃)

=1.5kg；
（4）∵P=UI，
∴保溫時，電路中的電流：I=

P保溫

U

=

22W

220V

=0.1A，
保溫5min，電熱絲R₀產生的熱量：Q=I²R₀t=（0.1）²×44Ω×5×60s=132J．
答：（1）電飯鍋在加熱狀態時，開關S應與觸點2連接．
（2）電飯鍋處于加熱狀態時電路的電阻值為44Ω．
（3）如果該電飯鍋正常加熱10.5min，消耗的電能有這些能量80%被水吸收，能將1.5kg水在l標準大氣壓下由12℃加熱至沸騰．
（4）保溫5min，電熱絲R₀產生的熱量是132J．

點評：本題考查了電路分析、求電功率、水的質量、電阻產生的熱量等問題，是一道綜合題，分析清楚電路結構、熟練應用熱量公式、串聯電路特點、電功與電功率公式即可正確解題．