Question

2．某型號的電飯鍋有兩擋．“1”擋是高溫?zé)�煮，�?”擋是燜飯、保溫．其原理電路如圖所示．
（1）若開關(guān)S先后置于“1”擋和“2”擋時，串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)分別為5A和0.1A．求電阻R₀和R的阻值．
（2）當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋和“2”擋時，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），電飯鍋燒煮時間為8min，則此電飯鍋的效率是多大？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S置于“2”擋時，電路為R₀的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻R₀的阻值；當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋時，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R的阻值；
（2）根據(jù)P=UI求出當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋和“2”擋時電飯鍋的功率；
（3）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫（標(biāo)準(zhǔn)氣壓下水的沸點為100℃），根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，水吸收的熱量和消耗電能的比值即為出電飯鍋的效率．

解答 解：（1）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S置于“2”擋時，電路為R₀的簡單電路，電流表測電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω；
當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋時，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I′}$=$\frac{220V}{0.1A}$=2200Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R的阻值：
R=R_總-R₀=2200Ω-44Ω=2156Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋時，電飯鍋的功率：
P₁=UI′=220V×0.1A=22W，
當(dāng)開關(guān)S置于“2”擋時電飯鍋的功率：
P₂=UI=220V×5A=1100W；
（3）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，電飯鍋燒煮時間為8min消耗的電能：
W=Pt=1100W×8×60s=5.28×10⁵J，
電飯鍋的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.62×1{0}^{5}J}{5.28×1{0}^{5}J}$×100%=87.5%．
答：（1）電阻R₀的阻值為44Ω，R的阻值為2156Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋時電飯鍋的功率為22W，當(dāng)開關(guān)S置于“2”擋時電飯鍋的功率為1100W；
（3）此電飯鍋的效率是87.5%．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、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)置于不同位置時電路中電流對應(yīng)的判斷．