【題目】圖甲為某款新型電飯煲,額定電壓為220V,它采用了“聰明火”技術(shù),智能化地控制不同時間段的烹飪溫度,以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感,圖乙為其電路原理圖,R1和R2為電阻不變的電熱絲,S1是自動控制開關(guān).將電飯煲接入220V電路中,在電飯煲工作的30min內(nèi),它消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖丙所示.求:
(1)0~30min,電飯煲產(chǎn)生的總熱量;
(2)S和S1均閉合,電路中的總電流;
(3)在不同電壓下,電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開產(chǎn)生的熱量相同.用電高峰期,當實際電壓為198V時,使用該電飯煲,從開始工作到S1第一次自動斷開需要多長時間.

【答案】
(1)解:由電路圖可知,當開關(guān)S和S1都閉合時,電路為R1與R2并聯(lián),電飯煲的功率較大;

同理可知,只閉合開關(guān)S、斷開S1時,電路為R1的簡單電路,電飯煲功率較小;

由圖乙可知,工作30min中,

P1=440W時的功率時間t1=15min=900s,P=660W時的功率時間t2=30min﹣15min=15min=900s,

由Q=W=UIt可得,0~30min內(nèi)電飯煲產(chǎn)生的總熱量:

Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+Pt2=440W×900s+660W×900s=9.9×105J;


(2)解:當S和S1均閉合時,電阻R1與R2并聯(lián),電飯煲的功率較大,

由P=UI可得,電路中的總電流:

I= = =3A;


(3)解:電飯煲正常工作時,由圖丙可知,電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開時的時間t=10min=600s,

此過程中產(chǎn)生的熱量:

Q′=W=Pt=660W×600s=3.96×105J,

電飯煲最大功率時電路中的總電阻:

R= = = Ω,

因在不同電壓下,電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開產(chǎn)生的熱量相同,

所以,由Q=W= t可得,在實際電壓是198V時電飯煲工作的時間:

t′= = ≈740.7s.


【解析】(1)由電路圖可知,當開關(guān)S和S1都閉合時,電路為R1與R2并聯(lián),電路中的總電阻最小,根據(jù)P= 可知,電飯煲的功率較大;同理可知,只閉合開關(guān)S、斷開S1時,電路為R1的簡單電路,電路中的電阻較大,電飯煲功率較;根據(jù)圖乙可知工作30min中兩種情況下的工作時間,根據(jù)Q=W=UIt求出兩種情況下產(chǎn)生的熱量,然后得出答案;(2)當S和S1均閉合時,電阻R1與R2并聯(lián),電飯煲的功率較大,根據(jù)P=UI求出電路中的總電流;(3)由圖丙可知,電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開時的時間,根據(jù)Q=W=UIt求出產(chǎn)生的熱量,又知道正常工作時電飯煲的最大功率,根據(jù)P= 求出電路的總電阻,根據(jù)Q=W= t求出實際電壓為198V時的工作時間.

練習冊系列答案
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