Question

【题目】在综合实践活动中，小宇根据学习的电学知识设计了一种可以自动煮饭的电饭锅，如图甲所示。图中R1和R2均为电阻丝，S是定时开关，S1是自动控制开关。将该电路接入家庭电路中，原料加入锅中，利用定时开关S定好煮饭时长，就可以开始10min加热、5min保温的循环煮饭过程。时间一到S自动切断电源停止煮饭。某次利用电饭锅煮饭，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示，求：

(1)请你画出电饭锅在加热和保温时的等效电路；

（__________）

(2)0~5min内通过R1的电流______；

(3)整个过程电路消耗的电能W=_____？

(4)电热丝R2的电阻R2=_____？

Answer 1

【答案】 5A 1.584×106J 66Ω

【解析】

(1)根据

分析可知，电压一定时，电阻与功率成反比。由图甲分析，在定时开关S闭合的状态下，若S1闭合，R2短路，电路中只有R1，若S1断开，R1与R2串联。故S1闭合时电阻较小，功率较大，为加热档，等效电路如下：

S1断开时R1与R2串联，电阻总电阻更大，功率更小，为保温档，等效电路如下：

(2)由图乙可知，0~5min内功率较大，为加热档1100W，此时S1闭合，R2短路，电路中只有R1，根据得通过R1的电流为

(3)由图乙可知，整个过程持续30min，其中加热时间为20min，功率为1100W；保温时间为10min，功率为440W。故整个过程电路消耗的电能为

(4)根据

得加热档电路中R1的电阻为

保温档电路中R1与R2的总电阻为

故电热丝R2的电阻为

答：(1)电饭锅在加热和保温时的等效电路分别为：

(2)0~5min内通过R1的电流为5A。

(3)整个过程电路消耗的电能W=1.584×106J。

(4)电热丝R2的电阻R2=66Ω。