Question

【題目】如圖是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下每當(dāng)水沸騰后能自動(dòng)斷電一段時(shí)間．電熱鍋的部分參數(shù)如表所示．

容積	4.5L
額定電壓	220V
保溫功率	80W
加熱功率	500W

（1）三腳插頭上標(biāo)著E的導(dǎo)線和 相連，插座上相應(yīng)的導(dǎo)線和 相連．

（2）調(diào)節(jié)切換開(kāi)關(guān)可以使電熱鍋處于“關(guān)、高溫、自動(dòng)、保溫”四種工作狀態(tài)，則原理圖中的切換開(kāi)關(guān)連接觸點(diǎn)“ ”時(shí)為保溫檔．小明發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電熱鍋處于保溫檔正常工作時(shí)，不論加熱多長(zhǎng)時(shí)間，都不能使鍋內(nèi)的湯水沸騰，原因可能是 ．

（3）該電熱鍋處于高溫檔正常工作時(shí)，使4L25℃的水由燒開(kāi)，用了50min，那么電熱鍋的效率為多少？[c水=4.2×103J/（kg℃），設(shè)當(dāng)時(shí)鍋內(nèi)氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]．

Answer 1

【答案】（1）電飯鍋的金屬外殼；大地；（2）3；電流產(chǎn)生的熱量等于散失的熱量；（3）電熱鍋的效率為84%．

【解析】試題分析：（1）電飯鍋使用三腳插頭，E導(dǎo)線和電飯鍋的金屬外殼相連，插入插座時(shí)，與大地連接，當(dāng)用電器漏電時(shí)，人接觸用電器，人被接地導(dǎo)線短路，即使接觸了漏電的用電器也不會(huì)發(fā)生觸電事故；

（2）由電功率公式P=可知，電壓不變的條件下，電阻越大，電功率越小，電功率小的時(shí)候處于保溫狀態(tài)，據(jù)此判斷哪一個(gè)為保溫檔；當(dāng)電熱鍋處于保溫檔正常工作時(shí)，此時(shí)的電功率太小，產(chǎn)生的熱量等于散失的熱量，不能使水溫升高，不能使水沸騰；

（3）知道水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，又知道水溫度的變化量和比熱容，根據(jù)Q吸=cm△t求出水吸收的熱量，電熱鍋處于高溫檔正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用η=×100%求出電熱鍋的效率．

解：

（1）E導(dǎo)線和電飯鍋的金屬外殼相連，插入插座時(shí)，與大地連接；

（2）由圖可知，R1＞R2，根據(jù)P=可知，

當(dāng)U不變時(shí)，電阻越小，功率越大，故當(dāng)開(kāi)關(guān)連接觸點(diǎn)3時(shí)，只有R1接入電路中，電阻大，消耗的電功率最小，處于保溫保溫狀態(tài)；

當(dāng)電熱鍋處于保溫檔正常工作時(shí)，不論加熱多長(zhǎng)時(shí)間，都不能使鍋內(nèi)的湯水沸騰，原因是電流產(chǎn)生的熱量等于散失的熱量，不能使水溫升高；

（3）水的體積：V=4L=4dm3=4×10﹣3m3，

由ρ=可得，水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3=4kg，

則水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×4kg×（100℃﹣25℃）=1.26×106J，

由表格數(shù)據(jù)可知，加熱功率500W，由P=可得消耗的電能：

W=Pt=500W×50×60s=1.5×106J，

電熱鍋的效率：

η=×100%=×100%=84%．

答：（1）電飯鍋的金屬外殼；大地；（2）3；電流產(chǎn)生的熱量等于散失的熱量；（3）電熱鍋的效率為84%．