Question

【题目】图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V 50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。【已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃)；查表可知铝的熔点为660℃】

请解答下列问题：

（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅的内胆是否会熔化？为什么？

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？

（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）不会熔化；当锅内温度达到103℃时，开关S1会自动，而铝的熔点为660℃，所以不会熔化。 1分 （2）1：11 2分 （3）水吸收的热量8.4×105J 1分 电饭锅消耗的电能106J 1分 电能转化为内能的效率84% 1分

【解析】（1）不会熔化；当锅内温度达到103℃时，开关S1会自动断开，而铝的熔点为660℃，所以不会熔化．

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比====．

答：在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是1：11．

（3）水吸收的热量Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×105J，

电饭锅消耗的电能W=t=×1000s=106J，

所以电能转化为内能的效率为η===84%．

答：电能转化为内能的效率为84%．

提示: 考查电功率、吸收热量、消耗电能等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要对物体的熔点有一定的了解，解题过程中还要注意单位的换算．