Question

電飯鍋是一種可以自動煮飯并自動保溫，又不會把飯燒焦的家用電器。它的電路由控制部分AB和工作部分BC組成。K₁是限溫開關，手動閉合，當溫度達到103⁰C時自動斷開，不能自動閉合。K₂是自動開關，當溫度超過80⁰C時自動斷開，溫度低于70⁰C時自動閉合。R₂是限流電阻，阻值2140Ω，R₁是工作電阻，阻值60Ω。鍋中放好適量的米和水，插上電源（220V，50H_Z），手動閉合K₁后，電飯鍋就能自動煮好米飯并保溫。

（1）簡述手動閉合K₁后，電飯鍋加熱、保溫過程的工作原理。

（2）加熱過程電飯鍋消耗的電功率P₁是多大？K₁、K₂都斷開時電飯鍋消耗的功率P₂是多大？

（3）若插上電源后沒有手動閉合K₁，能煮熟飯嗎？為什么？

Answer 1

（1）見解析

（2）P₁=807W，P₂=22W

（3）不能

⑴插上電源，手動閉合K₁后由于室溫肯定低于70⁰C所以當時K₂也是閉合的，所以R₂被短路，只有R₁工作，功率P₁較大，使米和水被加熱，當溫度升到80⁰C時K₂斷開，但K₁仍閉合，R₂仍被短路，功率仍為P₁，所以溫度繼續升高，把水燒開，這時溫度將保持在100⁰C直到水分蒸發完畢，溫度繼續升高到103⁰C，K₁斷開且不再自動閉合，這時飯已煮好，R₁、R₂串聯，熱功率P₂較小，電飯鍋發出的電熱小于它向外釋放的熱，溫度開始降低，當溫度降低到70⁰C時，K₂自動閉合，功率又變為P₁，使飯的溫度升高，到80⁰C時K₂自動斷開，溫度又開始降低……如此使電飯鍋處于保溫狀態，直到關閉電源。
⑵P₁=U²/R₁=807W，P₂=U²/(R₁+R₂)=22W
⑶若K₁未閉合，開始K₂總是閉合的，R₂被短路，功率為P₁，當溫度上升到80⁰C時，K₂自動斷開，功率降為P₂，溫度降低到70⁰C，K₂自動閉合……溫度只能在70⁰C~80⁰C之間變化，不能把水燒開，不能煮熟飯。