Question

【題目】某電飯鍋的內(nèi)部電路圖如圖所示，R1是加熱電阻，阻值為48.4Ω，R2是限流電阻，阻值為484Ω，煮飯時，接通電源（220V 50Hz），閉合手動開關(guān)S1，電飯鍋處于加熱狀態(tài)．當鍋內(nèi)實物溫度達到103℃時，開關(guān)S1自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合；S2是一個自動溫控開關(guān)，當鍋內(nèi)食物溫度達到80℃時會自動停止加熱，當溫度低于70℃時會自動加熱保溫．已知水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），請回答下列問題：

（1）若接通電源后沒有閉合開關(guān)S1，那么電飯鍋能將飯煮熟嗎？為什么？

（2）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？

（3）若在一個標準大氣壓下將溫度為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水燒開需要16min40s，求電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）不能，因為當鍋內(nèi)溫度達到80℃，S2自動斷開，電飯鍋進入保溫狀態(tài)；

（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是1：11；

（3）電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是84%．

【解析】試題分析：（1）根據(jù)提干中開關(guān)S2的工作特點進行解答；

（2）閉合手動開關(guān)S1時，電路為R1的簡單電路，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，根據(jù)P=求出其大小；S1斷開、S2閉合時，R1與R2串聯(lián)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=求出保溫功率，然后得出答案；

（3）一個標準大氣壓下水的沸點是100℃，根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用η=×100%求出電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率．

解：（1）若不閉合S1，當鍋內(nèi)溫度達到80℃時，S2自動斷開，電飯鍋進入保溫狀態(tài)，溫度不會達到100℃，無法把飯煮熟；

（2）閉合手動開關(guān)S1時，電路為R1的簡單電路，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，

則P加熱===1000W，

S1斷開、S2閉合時，R1與R2串聯(lián)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電飯鍋的保溫功率：

P保溫===W，

所以，P保溫：P加熱=W：1000W=1：11；

（3）一個標準大氣壓下水的沸點是100℃，則水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×105J，

由P=可得，消耗的電能：

W=P加熱t′=1000W×（16×60s+40s）=1×106J，

電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率：

η=×100%==84%．

答：（1）不能，因為當鍋內(nèi)溫度達到80℃，S2自動斷開，電飯鍋進入保溫狀態(tài)；

（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是1：11；

（3）電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是84%．