Question

小明观察家里的电饭锅铭牌：额定电压为220V，保温功率为22W，加热功率为1100W，电饭锅的工作原理如图所示，通过单刀双掷开关S调节加热和保温两种状态，R₀为电热丝．请你帮助小明解决下列问题．
（1）电饭锅在加热状态时，开关S应与触点

 

连接．
（2）电饭锅处于加热状态时电路的电阻值．
（3）如果该电饭锅正常加热10.5min，消耗的电能有这些能量80%被水吸收，能将多少kg水在l标准大气压下由12℃加热至沸腾？已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）
（4）保温5min，电热丝R₀产生的热量是多少？

Answer 1

分析：（1）电路电压一定，由电功率公式P=

U2

R

可知电路电阻越大，电路功率越小，电路电阻越小电路功率越大．
（2）已知加热功率和额定电压，根据功率的变形公式即可求出电饭锅处于加热状态时电路的电阻值．
（3）由热量公式的变形公式求出水的质量．
（4）先根据P=UI的变形公式求出电路中的电流，然后根据Q=I²Rt求出电热丝R₀产生的热量．

解答：解：（1）由电路图可知，开关与触点2连接时，电阻R被短路，只有电热丝R₁接入电路，此时电路电阻最小，由P=

U2

R

可知，此时电路的电功率最大，故电饭煲处于加热状态．
（2）∵P=UI，I=

U

R

∴电电饭锅处于加热状态时电路的电阻：R₀=

U2

P

=

(220V)2

1100W

=44Ω；
（3）Q=80%×Pt=80%×1100W×10.5×60s=5.544×10⁵J，
∵Q=cm△t，且1标准大气压下水的沸点是100℃
∴水的质量m=

Q

c△t

=

5.544×105J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-12℃)

=1.5kg；
（4）∵P=UI，
∴保温时，电路中的电流：I=

P保温

U

=

22W

220V

=0.1A，
保温5min，电热丝R₀产生的热量：Q=I²R₀t=（0.1）²×44Ω×5×60s=132J．
答：（1）电饭锅在加热状态时，开关S应与触点2连接．
（2）电饭锅处于加热状态时电路的电阻值为44Ω．
（3）如果该电饭锅正常加热10.5min，消耗的电能有这些能量80%被水吸收，能将1.5kg水在l标准大气压下由12℃加热至沸腾．
（4）保温5min，电热丝R₀产生的热量是132J．

点评：本题考查了电路分析、求电功率、水的质量、电阻产生的热量等问题，是一道综合题，分析清楚电路结构、熟练应用热量公式、串联电路特点、电功与电功率公式即可正确解题．