Question

（2011?朝陽(yáng)）如圖所示，甲是電飯鍋的實(shí)驗(yàn)圖，乙是其內(nèi)部的電路簡(jiǎn)圖．它們有“高溫?zé)�煮”和“燜飯、保溫”兩檔，由溫控開關(guān)（電阻不計(jì)）自動(dòng)控制．煮飯時(shí)，先要按下溫控開關(guān)按鈕；到達(dá)設(shè)定溫度（飯已煮熟）后，按鈕會(huì)自動(dòng)彈起．
（1）當(dāng)溫近代開關(guān)按鈕按下時(shí)，電鈕鍋電路總功率為1 000W，求“燒煮電路部分”的電阻R₁的阻值．
（2）溫控開關(guān)按鈕彈起后，電飯鍋電路總功率為40W，求“保溫電路部分”的電阻R₂的阻值．
（3）若用該電飯鍋的“高溫?zé)�煮”檔燒水，5min能將2kg、20℃的水加熱至50℃，求電飯鍋的功率，并說(shuō)明能源浪費(fèi)的去向．[c_水=4.2×10³ J?（kg?℃）^-1]．

Answer 1

分析：（1）開關(guān)按下時(shí)，R₂短路，根據(jù)已知和R=

U2

P

求出電阻R₁的阻值；
（2）當(dāng)溫控開關(guān)按鈕彈起時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)R=

U2

P

求出電路的總電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和求出R₂的阻值；
（3）根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出高溫?zé)�煮時(shí)電流做的總功，進(jìn)一步求出電飯鍋的效率，再根據(jù)鍋體升溫和向空中散熱說(shuō)明能源浪費(fèi)的去向．

解答：解：（1）開關(guān)按下時(shí)，R₂短路，
電阻R₁的阻值為R₁=

U2

P1

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω．
（2）開關(guān)彈起后，R₁與R₂串聯(lián)，
電路的總電阻為R_總=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
電阻R₂的阻值為R₂=R_總-R₁=1210Ω-48.4Ω=1161.6Ω．
（3）水吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg?℃）×2kg×（50℃-20℃）=2.52×10⁵J，
高溫?zé)�煮時(shí)電流做的總功為：
W_總=P₁?t=1000 W×5×60s=3×10⁵J，
電飯鍋的效率為η=

Q水

W總

=

2.52×105J

3×105J

=84%．
能源浪費(fèi)的去向：一是鍋體升溫，二是向空中散熱．
答：（1）電阻R₁的阻值為48.4Ω；（2）電阻R₂的阻值為1161.6Ω；（3）電飯鍋的效率為84%；能源浪費(fèi)的去向：一是鍋體升溫，二是向空中散熱．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電阻、吸熱、電功、效率的計(jì)算，以及能源浪費(fèi)去向的分析；關(guān)鍵是公式的靈活運(yùn)用和電飯鍋狀態(tài)的判斷．涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)具有一定的難度．