Question

11．小明家中有一個(gè)具有保溫功能的電飯鍋，從它的說(shuō)明書(shū)上收集到如下表中的數(shù)據(jù)，電飯鍋的電路原理圖如圖所示．請(qǐng)問(wèn)：

額定電壓	220V
頻率	50Hz
加熱功率	880W
保溫功率	40W
最大容積	3L

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，該電飯鍋是處于保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)？
（2）正常加熱10min時(shí)，電路中的電流是多大？10min消耗的電能多大？
（3）電路中電阻R₁、R₂的阻值各是多大？

Answer 1

分析 （1）電飯鍋具有保溫和加熱功能，加熱時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量比保溫時(shí)多，即加熱功率大于保溫時(shí)的功率，根據(jù)公式P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓不變時(shí)，電阻越小，功率越大，結(jié)合圖加以判斷；
（2）用電器正常工作時(shí)，實(shí)際電壓、實(shí)際電流、實(shí)際功率與額定電壓、額定電流、額定功率相等，利用W=Pt求解，注意區(qū)分加熱和保溫；
（3）根電飯鍋加熱時(shí)電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；保溫S斷開(kāi)時(shí)R1與R2串聯(lián)，即據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求解．

解答 解：（1）由表可知，加熱狀態(tài)比保溫狀態(tài)時(shí)的電功率大，由圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在U一定時(shí)，R越大，功率越小，因此電飯鍋此時(shí)處于保溫狀態(tài)；
（2）電飯鍋正常工作時(shí)，U_實(shí)=U_額，P_實(shí)=P_額，由P=UI可得，該電飯鍋正常加熱時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{加}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A；
正常工作10min消耗的電能：
W=UIt=220V×4A×10×60s=5.28×10⁵J；
（3）S閉合時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，由圖可知，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{4A}$═55Ω，
S斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_串=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體電阻之和，
所以，R₂阻值：R₂=R_串-R₁=1210Ω-55Ω=1155Ω；
答：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，該電飯鍋是處于保溫狀態(tài)；
（2）該電飯鍋正常加熱時(shí)，電路中的電流是4A，10min消耗的電能是5.28×10⁵J；
（3）R₁的阻值為55Ω，R₂的阻值為1155Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電飯鍋狀態(tài)的判斷和電功率公式、歐姆定律、電阻串聯(lián)的應(yīng)用，要注意開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電路所發(fā)生的變化．