Question

3．某一電飯鍋，內(nèi)部電路如圖所示．R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，閉合手動開關(guān)S_l，電飯鍋處在加熱狀態(tài)．當鍋內(nèi)食物溫度達到103℃時，開關(guān)S₁會自動斷開，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℃時會自動斷開，溫度低于70℃時會自動閉合．問：
（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？
（2）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？

Answer 1

分析 （1）由電路的特點及S₂的特點可以分析；
（2）電飯鍋處在加熱狀態(tài)時，電阻R₁工作，當處于保溫狀態(tài)時，兩電阻串聯(lián)，一起工作，根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比．

解答 解：（1）如果只閉合S₂，不閉合S₁，電飯鍋加熱到80℃時，S₂自動斷開，R₁、R₂串聯(lián)，電路處于保溫狀態(tài)．即：電飯鍋只能達到80℃，所以不能煮熟飯；
（2）電飯鍋處在加熱狀態(tài)時，電阻R₁工作，當處于保溫狀態(tài)時，兩電阻串聯(lián)，一起工作，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比為：
$\frac{{P}_{加熱}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{48.4Ω+484Ω}{48.4Ω}$=$\frac{11}{1}$．
答：（1）若接通電源后沒有閉合開關(guān)S₁，電飯鍋不能將飯煮熟；
（2）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是11：1．

點評 本題取材于我們常見的電飯鍋，考查有關(guān)電路的知識，可以激發(fā)同學們對物理的學習興趣了，同時能了解更多的生活常識．