Question

【題目】在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小宇根據(jù)學(xué)習(xí)的電學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一種可以自動(dòng)煮飯的電飯鍋，如圖甲所示。圖中R1和R2均為電阻絲，S是定時(shí)開關(guān)，S1是自動(dòng)控制開關(guān)。將該電路接入家庭電路中，原料加入鍋中，利用定時(shí)開關(guān)S定好煮飯時(shí)長(zhǎng)，就可以開始10min加熱、5min保溫的循環(huán)煮飯過程。時(shí)間一到S自動(dòng)切斷電源停止煮飯。某次利用電飯鍋煮飯，電路總功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，求：

(1)請(qǐng)你畫出電飯鍋在加熱和保溫時(shí)的等效電路；

（__________）

(2)0~5min內(nèi)通過R1的電流______；

(3)整個(gè)過程電路消耗的電能W=_____？

(4)電熱絲R2的電阻R2=_____？

Answer 1

【答案】 5A 1.584×106J 66Ω

【解析】

(1)根據(jù)

分析可知，電壓一定時(shí)，電阻與功率成反比。由圖甲分析，在定時(shí)開關(guān)S閉合的狀態(tài)下，若S1閉合，R2短路，電路中只有R1，若S1斷開，R1與R2串聯(lián)。故S1閉合時(shí)電阻較小，功率較大，為加熱檔，等效電路如下：

S1斷開時(shí)R1與R2串聯(lián)，電阻總電阻更大，功率更小，為保溫檔，等效電路如下：

(2)由圖乙可知，0~5min內(nèi)功率較大，為加熱檔1100W，此時(shí)S1閉合，R2短路，電路中只有R1，根據(jù)得通過R1的電流為

(3)由圖乙可知，整個(gè)過程持續(xù)30min，其中加熱時(shí)間為20min，功率為1100W；保溫時(shí)間為10min，功率為440W。故整個(gè)過程電路消耗的電能為

(4)根據(jù)

得加熱檔電路中R1的電阻為

保溫檔電路中R1與R2的總電阻為

故電熱絲R2的電阻為

答：(1)電飯鍋在加熱和保溫時(shí)的等效電路分別為：

(2)0~5min內(nèi)通過R1的電流為5A。

(3)整個(gè)過程電路消耗的電能W=1.584×106J。

(4)電熱絲R2的電阻R2=66Ω。