Question

13．如圖為某電飯鍋的內(nèi)部電路，R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時(shí)，接通電源（220V　 50Hz），閉合手動(dòng)開關(guān)S₁，電飯鍋處于加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S₁自動(dòng)斷開，斷開后若無外力作用則不會(huì)自動(dòng)閉合；S₂是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合．已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），電飯鍋在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作，請回答：
（1）小明將室溫下的水和米放入該電飯鍋中，接通電源后忘了閉合手動(dòng)開關(guān)，請問電飯鍋會(huì)對鍋內(nèi)的水和米加熱嗎？為什么？
（2）若將質(zhì)量為2.5kg、20℃的水燒開需要1000s，求電飯鍋正常工作時(shí)的加熱效率．
（3）用電飯鍋燒水時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)水沸騰了，但手動(dòng)開關(guān)S₁卻沒有自動(dòng)斷開，于是小明認(rèn)為電飯鍋出故障了，小明的觀點(diǎn)對嗎？請說明理由．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開關(guān)S₂的工作特點(diǎn)分析答題．
（2）由電功的變形公式求出電飯鍋消耗的電能，由熱量公式求出水吸收的熱量，然后由效率公式求出電飯鍋的效率．
（3）根據(jù)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓下水的沸點(diǎn)及開關(guān)S₁的工作特點(diǎn)分析答題．

解答 解：（1）由題意知，當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，開關(guān)S₂會(huì)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)，S₂會(huì)自動(dòng)閉合；
由此可知：如果不閉合手動(dòng)開關(guān)S₁，則電飯鍋會(huì)對鍋內(nèi)的水和米加熱，但能達(dá)到的最高溫度是80℃，不能把飯煮熟．
（2）電飯鍋消耗的電能：W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（{220V）}^{2}}{48.4Ω}$×1000s=1×10⁶J，
水吸收的熱量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
加熱效率：η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{1×1{0}^{6}J}$×100%=84%；
（3）不對；因?yàn)樵谝粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，用該電飯鍋燒水，鍋內(nèi)水的最高溫度為100℃，鍋內(nèi)溫度達(dá)不到103℃，所以開關(guān)S₁不能自動(dòng)斷開，故開關(guān)S₁不能起作用．
答：（1）不能，因?yàn)楫?dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到80℃時(shí)，S₂自動(dòng)斷開，電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)．
（2）電飯鍋正常工作時(shí)的加熱效率為84%．
（3）不對；因?yàn)樵谝粋�(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，達(dá)不到103℃，所以S₁不會(huì)自動(dòng)斷開．

點(diǎn)評 本題考查了電飯鍋開關(guān)的作用、串電路的特點(diǎn)、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是知道一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓下水的沸點(diǎn)是100℃以及“當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S₁會(huì)自動(dòng)斷開”這一條件的具體應(yīng)用．