Question

（2013?松北區(qū)二模）如圖甲是電飯鍋，內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料，內(nèi)部電路如圖乙，R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時(shí)，接通電源，閉合手動(dòng)開關(guān)S₁，電飯鍋處在加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S1會(huì)自動(dòng)斷開．S₂是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度下降到80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，電飯鍋處在保溫狀態(tài)．（已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg．℃）

（1）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？
（2）若在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃，質(zhì)量為2.5kg的水燒開需要16min40s，求電飯鍋正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是多少？
（3）當(dāng)電飯鍋處在加熱狀態(tài)時(shí)，家里的電能表增加了的電流有多大？為保證用電安全，請(qǐng)你說出一條在家中使用電器的注意事項(xiàng)．

Answer 1

分析：（1）電飯鍋處在加熱狀態(tài)時(shí)，電阻R₁工作，當(dāng)處于保溫狀態(tài)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，一起工作，根據(jù)公式P=

U2

R

可求在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比．
（2）根據(jù)公式W=

U2

R

t可求電飯鍋燒水時(shí)消耗的電能，水吸收的熱量根據(jù)公式Q=cm△t可求，吸收的熱量與消耗電能的比值就是電飯鍋正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率．
（3）直接根據(jù)I=

U

R

即可求出電能表增加的電流；為了安全起見，大功率用電器不要同時(shí)使用．

解答：解：（1）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比

P保溫

P加熱

=

U2 R1+R2

U2 R1

=

R1

R1+R2

=

48.4Ω

48.4Ω+484Ω

=

1

11

．
（2）16min40s=1000s；
水吸收的熱量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg．℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
電飯鍋消耗的電能：W=

U2

R

t=

(220V)2

48.4Ω

×1000s=10⁶J，
電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率：η=

Q

W

×100%=

8.4×105J

106J

×100%=84%．
（3）當(dāng)電飯鍋處在加熱狀態(tài)時(shí)，家里的電能表增加的電流：I=

U

R1

=

220V

48.4Ω

≈4.55A；
為保證用電安全，大功率用電器不要同時(shí)使用．
答：（1）電飯鍋消耗的電功率之比為1：11；
（2）電飯鍋正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是84%；
（3）當(dāng)電飯鍋處在加熱狀態(tài)時(shí)，家里的電能表增加了的電流有4.55A； 為保證用電安全，大功率用電器不要同時(shí)使用．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電功率、吸收熱量、消耗電能等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，解題過程中還要注意單位的換算．