Question

小明觀察家里的電飯煲銘牌：額定電壓為220V，保溫功率為20W，但加熱功率已經(jīng)磨損，電飯煲的工作原理如圖所示，通過單刀雙擲開關(guān)S調(diào)節(jié)加熱和保溫兩種狀態(tài)，R₁為電熱絲．他想利用家里得電能表測出它的加熱功率，于是他關(guān)閉了家里所有其它用電器，只讓電飯煲工作，觀察了電能表，發(fā)現(xiàn)上面標有“3000R/kW?h，請你幫助小明解決下列問題．
（1）電飯煲在加熱狀態(tài)時，開關(guān)S應(yīng)與觸點

 

連接；
（2）他發(fā)現(xiàn)正常加熱了6min電飯煲就轉(zhuǎn)為保溫狀態(tài)，在這6min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤剛好轉(zhuǎn)了300轉(zhuǎn)，則電飯煲的加熱功率是

 

W；
（3）如果該電飯煲正常加熱消耗了6.72×10⁵J電能，這些能量全部被水吸收，能將

 

kg水在1標準大氣壓下由20℃加熱至沸騰（水的比熱容為4.2×10³J（kg?℃）
（4）保溫10min，電熱絲R₁產(chǎn)生的熱量為

 

J．

Answer 1

分析：（1）電路電壓一定，由電功率公式P=

U2

R

可知電路電阻越大，電路功率越小，電路電阻越小電路功率越大，分析電路圖，然后答題．
（2）根據(jù)電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)求出電飯煲消耗的電能，然后由功率公式求出加熱功率．
（3）由熱量公式的變形公式求出水的質(zhì)量．
（4）由串聯(lián)電路特點及功率公式求出電熱絲消耗的電能．

解答：解：（1）由電路圖可知，開關(guān)與觸點2連接時，電阻R被短路，只有電熱絲R₁接入電路，此時電路電阻最小，電路電功率最大，電飯煲處于加熱狀態(tài)．
（2）電飯煲消耗的電能W=

1kW?h

3000R

×300R=0.1kW?h=3.6×10⁵J，
電飯煲的加熱功率P_加熱=

W

t

=

3.6×105J

360s

=1000W；
（3）在1標準大氣壓下水的沸點是100℃，
∵Q=cm△t，
∴水的質(zhì)量m=

Q

c△t

=

6.72×105J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=2kg；
（4）∵P=

U2

R

，∴R=

U2

P

，

R1+R

R1

=

U2 P保溫

U2 P加熱

=

P加熱

P保溫

=

1000W

20W

=50，則R₁=

R

49

，
通過串聯(lián)電阻的電流相等，

P1

PR

=

I2R1

I2R

=

1

49

，
保溫時，電熱絲R₁的功率P₁=

P1

P1+PR

P_保溫=

1

1+49

×20W=0.4W，
保溫10min，電熱絲R₁產(chǎn)生的熱量為Q=P₁t=0.4W×600s=240J．
故答案為：（1）2；（2）1000；（3）2；（4）240．

點評：本題考查了電路分析、求電功率、水的質(zhì)量、電阻產(chǎn)生的熱量等問題，是一道綜合題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用熱量公式、串聯(lián)電路特點、電功與電功率公式即可正確解題．