Question

20．某電飯鍋內(nèi)部電路如圖所示．R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω，R₂是限流電阻，阻值是484Ω．煮飯時(shí)，接通電源（220V50Hz），閉合手動(dòng)開關(guān)S₁，電飯鍋處在加熱狀態(tài)．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，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．問：
（1）若接通電源后沒有閉合開關(guān)S₁，那么電飯鍋能將飯煮熟嗎？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)
為什么？
（2）在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下若用這種電飯鍋燒水，則開關(guān)S₁的自動(dòng)斷電功能不起作用，這又是為什么？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．
（3）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開關(guān)S₂的工作特點(diǎn)分析答題．
（2）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．
（3）由題知，S₁閉合時(shí)為加熱狀態(tài)，自動(dòng)溫控開關(guān)S₂斷開為保溫狀態(tài)，分析電路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分別計(jì)算兩種情況下的電功率之比．

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，所以如果不閉合開關(guān)S₁，則電飯鍋能達(dá)到的最大溫度是80℃，不能把飯煮熟．
（2）在一個(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．
（3）由題知，S₁閉合時(shí)為加熱狀態(tài)，此時(shí)只有加熱電阻R₁連入電路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得此時(shí)的電功率：
P_加熱=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$，
當(dāng)自動(dòng)溫控開關(guān)S₂斷開為保溫狀態(tài)，加熱電阻R₁與限流電阻R₂串聯(lián)，此時(shí)電飯鍋消耗功率：
P_保溫=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$．
所以：$\frac{{P}_{加熱}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{48.4Ω+484Ω}{48.4Ω}$=$\frac{11}{1}$．
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）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．
（3）加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比為11：1．

點(diǎn)評(píng) 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．