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    20．小红家使用的具有保温功能的电饭锅的电路原理如图所示，电饭锅的铭牌上部分内容如表示：
    （1）要使电饭锅加热，开关S应闭合还是断开？为什么？
    （2）电饭锅正常工作时，电路中的电流是多大？
    （3）电饭锅正常加热10min消耗的电能是多少？
    （4）小红做了一个课外实验，他将家里的其他用电器都关闭，观察到电饭锅加热工作时，家里标有“1200r/kW•h”字样的电能表在1min内转了20转．如果电阻阻值均不受温度影响，求此时电路的实际电压是多大？
    电饭锅铭牌数据
    额定功率加热1210W
    保温44W
    电源220V
    50Hz

    分析 （1）分析此电路，R1和R2是串联的，开关闭合，R2就短路，只有R1工作．当加热煮饭时，电功率较大，当保温时电功率较小，根据电功率的计算公式分析即可；
    （2）已知电饭锅的加热功率和额定电压，利用公式I=$\frac{P}{U}$得到正常加热时的电流；
    （3）根据W=UIt=Pt可求得电饭锅正常加热10min消耗的电能；
    （4）先根据1200r/kW•h的含义求出电饭锅消耗的电能，然后P=$\frac{W}{t}$求出电饭锅的实际功率．再根据电功率的变形公式求出电路的实际电压．

    解答 解：（1）电源电压是220V不变，根据电功率的导出式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，开关当S处于闭合时，R2就短路，只有R1工作，当S断开，两电阻串联，总电阻为R1+R2，
    由于S闭合时比断开时电路中总电阻小，故电功率大，煮饭时需要功率大，需要S闭合，并且R1是加热电阻．
    （2）由P=UI可得，加热状态下通过R1的电流：
    I热=$\frac{{P}_{热}}{{U}_{额}}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
    （3）电饭锅正常加热10min消耗的电能：
    W=Pt=1210W×10×60s=7.26×105J；
    （4）电饭锅实际消耗的电能：
    W实=$\frac{20}{1200}$=$\frac{1}{60}$kW•h=$\frac{1}{60}$×3.6×106J=6×104J；
    电热水器的实际功率：
    P实=$\frac{{W}_{实}}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{60s}$=1000W．
    由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电饭锅的加热电阻：
    R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1210W}$=40Ω，
    由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，电路实际电压：
    U实=$\sqrt{{P}_{实}R}$=$\sqrt{1000W×40Ω}$=200V；
    答：（1）要使电饭锅加热，开关S应闭合；因为S闭合时比断开时电路中总电阻小，故电功率大，煮饭时需要功率大，所以需要S闭合；
    （2）电饭锅正常工作时，电路中的电流是5A；
    （3）电饭锅正常加热10min消耗的电能是7.26×105J；
    （4）此时电路的实际电压是200V．

    点评 此题考查的是欧姆定律的应用、串联电路的特点和电功率变形公式的应用，根据电功率变形公式得到对应的电阻连接方式是解决第一小题的关键．

    练习册系列答案
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    4G智能
    拍照手机    		5.5英寸
    1300万像素    		3.8伏
    1300毫安时锂电池    		750兆赫兹400mA

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