Question

7．如图所示是电饭煲的电路图，S₁是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开．S₂是一个自动控温开关，当温度低于70℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R₁=R₂=500Ω，计算加热电阻丝R₃=50Ω，两灯电阻不计．
（1）分析电饭煲的工作原理．
（2）计算加热和保温两种状态下消耗的电功率之比．
（3）简要回答，如果不闭合开关S₁，能将饭煮熟吗．

Answer 1

分析 （1）分析电路结构，重点明确温控开关的作用，明确电饭煲的工作原理；
（2）根据电路结构利用串联电路规律由功率公式可求得功率的表达式，则可求得比值；
（3）根据电路特点进行分析，即可明确能否煮熟．

解答 解：（1）电饭煲煮饭时，接上电源，S₂自动闭合，同时把手动开关S₁闭合，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S₂自动断开，S₁仍闭合，继续加热，待水烧开后温度升高到103℃，开关S₁自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于电饭煲散热，待温度下降到60℃时，S₂自动闭合，电饭煲又处于加热状态，待温度上升到80℃时，S₂又自动断开，电饭煲再次处于保温状态．
（2）设电饭煲处于加热状态时消耗的电功率为P₁，保温状态电功率为P₂，则有加热时功率为：
P₁=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{R}_{2}{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}}}$
保温时功率为：
P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}}}$
联立并代入数据得：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{12}{1}$
（3）不能，因为如果不闭合开关S₁，达到80℃自动断开不再加热；故无法将饭煮熟；
答：（1）原理如上分析；
（2）加热和保温两种状态下消耗的电功率之比为12：1；
（3）无法煮熟．

点评 本题考查电饭煲原理，要注意明确串并联电路规律，并正确选择功率公式进行分析求解．