Question

【题目】某型号的电饭锅有两档，分别是高温烧煮和保温焖饭档，其原理如图图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。已知R1 = 44Ω，R2 = 2156Ω。

（1）开关S置于_____ 挡（选填“1”或“2”）时是高温烧煮档。

（2）高温烧煮时的功率是多少_______？保温焖饭时电路中电流是多少______？

（3）某次做饭高温泖煮用时10分，保温焖饭用时5分，此次做饭消耗的电能是多少______？

（4）若只要求高温煮挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施_______。

Answer 1

【答案】 1 1100W 0.1A 消耗的电能为6.6666×105 J R1改为40Ω（R2改为2160Ω

【解析】电功率的计算；欧姆定律的应用；电功的计算

（1）高温烧煮档其功率最大，由P=U2/R可知，此时的电阻值应该最小，由电路图可知，开关S应置于2位置；

（2）开关S应置于2位置时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于高温烧煮档，则高温烧煮时的功率：P高=U2/R1=(220V)2/44Ω=1100W；

开关S置于1位置时，R1与R2 串联，电饭锅处于保温焖饭档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，保温焖饭时电路中电流：

I保=U/R1+R2=220V/44Ω+2156Ω=0.1A；

（3）电饭锅保温时的功率：P保=UI保=220V×0.1A=22W，

由P=W/t可得，此次做饭消耗的电能：

W=P高t高+P保t保=1100W×10×60s+22W×5×60s=6.666×105J；

（4）高温煮挡的功率提升10%后的功率：P高′=P高（1+10%）=1100W×110%=1210W，

由P=U2/R得，R1的阻值变为：R1′=U2/P高′=(220V)2=1210W=40Ω，

因保温功率不变，所以，保温时的总电阻不变，即R2′+R1′=R1 +R2，

则此时R2的阻值：R2′=R1 +R2-R1′=44Ω+2156Ω-40Ω=2160Ω，

所以，改进措施为：把R1改为40Ω，R2改为2160Ω。