Question

1．如圖所示，是家用保溫式電飯鍋的電路原理圖，S是手動(dòng)、溫控一體開關(guān)，必須用外力按下才能閉合，但當(dāng)鍋底溫度達(dá)到大約103℃以上時(shí)，會(huì)自動(dòng)彈起斷開進(jìn)入保溫狀態(tài)．已知R₂=495Ω，電飯鍋的額定加熱功率為880W．
（1）請計(jì)算說明為什不按下開關(guān)S，電飯鍋就不能煮熟飯？
（2）當(dāng)電飯鍋處于正常加熱狀態(tài)時(shí)，電路中的電流是多大？
（3）當(dāng)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，保溫功率是多大？

Answer 1

分析 （1）開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R₂與R₁串聯(lián)；開關(guān)S₁閉合，R₂短路，電路中只有R₁工作，兩種情況下的總功率用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析；
（2）已知電飯鍋正常加熱狀態(tài)的額定電壓和額定功率，利用I=$\frac{P}{U}$求電流；
（3）根據(jù)歐姆定律求出電阻R₁，已知保溫狀態(tài)下兩個(gè)電阻串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出保溫功率．

解答 解：（1）開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R₁和R₂串聯(lián)，電路消耗的總功率為P_串=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，
開關(guān)S閉合，R₂短路，電路中只有R₁工作，電路消耗的功率為P₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$，
則P₁＞P_串，即只有R₁工作時(shí)為加熱狀態(tài)，
所以如果不按下開關(guān)S，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，不能煮熟飯；
（2）由P=UI可得，正常加熱狀態(tài)時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{加熱}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A；
（3）由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的電阻：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{4A}$=55Ω，
保溫狀態(tài)下，R₁與R₂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=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{55Ω+495Ω}$=88W．
答：（1）通過上面的計(jì)算可知，不按下開關(guān)S，電飯鍋就不能煮熟飯；
（2）當(dāng)電飯鍋處于正常加熱狀態(tài)時(shí)，電路中的電流是4A；
（3）當(dāng)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，保溫功率是88W．

點(diǎn)評(píng) 本題取材于我們常見的電飯鍋，考查了電功率公式和歐姆定律的有關(guān)知識(shí)，可以激發(fā)同學(xué)們對物理的學(xué)習(xí)興趣了，同時(shí)能了解更多的生活常識(shí)．