Question

5．某型號(hào)的電飯鍋有兩擋．“1”擋是燜飯、保溫，“2”擋是高溫?zé)�煮，其原理電路如圖所示，R=2156Ω．
（1）若開關(guān)S置于“2”擋時(shí)，電流表示數(shù)為5A，求電阻R₀的阻值．
（2）當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋和“2”擋時(shí)，電飯鍋的功率分別是多大？
（3）將質(zhì)量為1.25kg溫度為12℃的水燒開（標(biāo)準(zhǔn)氣壓下），電飯鍋燒煮時(shí)間為10min，則此電飯鍋的效率是多大？

Answer 1

分析 （1）開關(guān)S置于“2”擋時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻R₀的阻值；
（2）根據(jù)P=UI求出開關(guān)S置于“2”擋時(shí)電飯鍋的功率，開關(guān)S置于“1”擋時(shí)，R₀與R串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電飯鍋的功率；
（3）標(biāo)準(zhǔn)氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出此電飯鍋的效率．

解答 解：（1）開關(guān)S置于“2”擋時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω；
（2）開關(guān)S置于“2”擋時(shí)，電飯鍋高溫檔的功率：
P_高溫=UI=220V×5A=1100W；
當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋時(shí)，R₀與R串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電飯鍋的保溫功率：
P_保溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}+R}$=$\frac{（220V）^{2}}{44Ω+2156Ω}$=22W；
（3）標(biāo)準(zhǔn)氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.25kg×（100℃-12℃）
=4.62×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，電飯鍋燒煮時(shí)間為10min消耗的電能：
W=Pt=1100W×10×60s=6.6×10⁵J，
電飯鍋的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.62×1{0}^{5}J}{6.6×1{0}^{5}J}$×100%=70%．
答：（1）電阻R₀的阻值為44Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋和“2”擋時(shí)，電飯鍋的功率分別是22W、1100W；
（3）此電飯鍋的效率是70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、吸熱公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，要注意開關(guān)置于不同位置時(shí)電路中電流對(duì)應(yīng)的判斷．