Question

如圖所示是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是每當(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)如下表所示．

容積	4.5L
額定電壓	220V
保溫功率	80W
加熱功率	500W

（1）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?fù)酰�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：______．
（2）該電熱鍋處于高溫檔正常工作時(shí)，使3L的水溫度升高54℃需要42min，電熱鍋的效率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）高溫檔與低溫檔主要指電功率的高與低，一般家庭電路電壓不變，那么根據(jù)P=知，當(dāng)電路中的電阻R較小時(shí)，即P大，此時(shí)為高溫檔；當(dāng)電路中的電阻R較大時(shí)，此時(shí)P變小，即為低溫檔；
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：水吸收的熱量不高于放出的熱量；
（2）已知加熱功率500W，時(shí)間42min，根據(jù)W=Pt可求出消耗的電能；已知水的體積，根據(jù)m=ρV可求出水的質(zhì)量，又知水溫度升高54℃，根據(jù)Q=cm△t可求出水吸收的熱量，最后根據(jù)η=×100%求出電熱鍋的效率．
解答：解：（1）由圖可知，R₁＞R₂，根據(jù)P=知，P₁＜P₂，當(dāng)開(kāi)關(guān)接3時(shí)，R₁工作，功率小，所以是保溫?fù)酰?br />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：水吸收的熱量不高于放出的熱量；
（2）電熱鍋消耗的電能：
W=Pt=500W×42×60S=1.26×10⁶J，
水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，
水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×54℃=6.804×l0⁵J，
電熱鍋的效率：
η=×100%==54%．
答：（1）3；水吸收的熱量不高于放出的熱量；
（2）電熱鍋的效率為54%．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題．與生活相連，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用．注意計(jì)算時(shí)的單位變換要正確．