Question

4．小夢(mèng)家的電飯鍋如圖甲所示．圖乙是該電飯鍋的工作電路圖，R₁和R₂均為加熱電阻．

額定電壓		220V
額定功率	高溫檔	1000W
	低溫檔	220W
電源頻率		50Hz

S是溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到102℃時(shí)，溫控開關(guān)S自動(dòng)斷開，電飯鍋轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)．從說明書上收集到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示．電飯鍋正常工作時(shí)，10min可將電飯鍋中1.5kg的食物從22℃加熱到102℃后，轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)．[已知食物的比熱容為4.0×10³J/（kg．℃）]
（1）電熱絲R₁的阻值是多少？
（2）加熱時(shí)，食物吸收的熱量是多少？
（3）電飯鍋的加熱效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S在位置1時(shí)，電路為R₁的基本電路，為加熱檔；當(dāng)開關(guān)S在位置2時(shí)，電阻R₁、R₂串聯(lián)；為保溫檔；由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得電熱絲R₁的阻值；
（2）知道食物的質(zhì)量、初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出食物吸收的熱量；
（3）先根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，根據(jù)（2）求得的食物吸收的熱量，然后根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$求出電飯鍋的熱效率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S在位置1時(shí)，電路為R₁的基本電路，為加熱檔，
由P=UI，I=$\frac{U}{R}$，可得，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，則R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
（2）食物吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.0×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（102℃-22℃）=4.8×10⁵J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，電飯鍋加熱時(shí)消耗的電能W=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J；
電飯鍋的加熱效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.8×1{0}^{5}J}{6×1{0}^{5}J}$×100%=80%．
答：（1）電熱絲R₁的阻值是48.4Ω；
（2）加熱時(shí)，食物吸收的熱量是4.8×10⁵J；
（3）電飯鍋的加熱效率是80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到電功率公式、吸熱公式、效率公式、電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電飯鍋所處狀態(tài)與對(duì)應(yīng)電路連接方式的判斷．