Question

如圖所示是電飯煲的電路圖，S₁是一個控溫開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點（103℃）時，會自動斷開，S₂是一個自動控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時，會自動閉合；溫度高于80℃時，會自動斷開．紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，定值電阻R₁=R₂=500Ω，加熱電阻絲R₃=50Ω，兩燈電阻不計．求：
（1）分析電飯煲的工作原理．
（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S₁，能將飯煮熟嗎？
（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．

Answer 1

解：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S₂自動閉合，同時手動閉合S₁，這時黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S₂自動斷開，S₁仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S₁自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)；由于散熱，待溫度降至70℃時，S₂自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到?80℃時，S₂又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)．
（2）如果不閉合開關(guān)S₁，則不能將飯煮熟，因為只能加熱到80℃．
（3）加熱時電飯煲消耗的電功率P₁=，保溫時電飯煲消耗的電功率P₂=，
∵=+，
∴兩式中R_并===Ω，
∵兩種情況下電源的電壓相等，
∴===．
答：（1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S₂自動閉合，同時手動閉合S₁，這時黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S₂自動斷開，S₁仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S₁自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)；由于散熱，待溫度降至70℃時，S₂自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到?80℃時，S₂又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)．
（2）如果不閉合開關(guān)S₁，則不能將飯煮熟，因為只能加熱到80℃．
（3）加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比為12：1．
分析：（1）由題意可知，分析食物從加熱到80℃再到103℃時的加熱過程以及溫度降到70℃后的保溫過程即可得出電飯煲的工作原理；
（2）由電飯煲的工作原理可知，如果不閉合開關(guān)S₁，則電飯煲只能加熱到80℃；
（3）電飯煲加熱時R₂和R₃并聯(lián)，電飯煲保溫時R₂和R₃并聯(lián)與R₁串聯(lián)，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出并聯(lián)部分的電阻，再根據(jù)P=求出兩種狀態(tài)下電飯煲消耗的電功率之比．
點評：本題考查了電阻的串聯(lián)和并聯(lián)通過以及電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意和電路圖得出電飯煲的工作過程，對學(xué)生的分析能力和獲取信息的能力要求較高．