Question

5．CFXB型電飯鍋有兩檔，其原理圖如圖所示．高溫?zé)�煮時(shí)，電飯鍋的總功率為1100W；燜飯、保溫時(shí)，電飯鍋的總功率為22W．
（1）開關(guān)在“2”檔時(shí)，電飯鍋處于高溫?zé)�煮狀態(tài)還是燜飯、保溫狀態(tài)？
（2）電阻R和R₀的阻值？
（3）開關(guān)在“1”檔時(shí)，通電10min電阻R上產(chǎn)生的熱量？

Answer 1

分析 （1）分析開關(guān)S與觸點(diǎn)1、與觸電2連接時(shí)的電路組成，得出電路中電阻阻值的大小關(guān)系，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析兩種情況下電功率的大小關(guān)系，電功率大時(shí)電飯煲處于高溫?zé)�煮檔，電功率小時(shí)電飯煲處于燜飯保溫檔；
（2）當(dāng)開關(guān)S與接線柱2相連時(shí)，電阻R被短路，電路中只有R₀，知道此時(shí)的電功率和電源電壓，可以求R₀的大小；當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接時(shí)，兩電阻串聯(lián)，知道此時(shí)的電功率和電源電壓，可以求串聯(lián)電路的總電阻；再根據(jù)串聯(lián)電阻的特點(diǎn)求R；
（3）由歐姆定律求出電路電流，應(yīng)用焦耳定律可以求出R產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接時(shí)，R連入電路，電路中的電阻最大，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知此時(shí)電功率最小，
因此，開關(guān)S接觸點(diǎn)1時(shí)，電飯煲處于燜飯保溫檔；開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時(shí)，電飯煲處于高溫?zé)�煮檔；
（2）當(dāng)開關(guān)S與接線柱2相連時(shí)，電飯煲處于高溫?zé)�煮檔，電路中只有R₀，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻阻值：R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
當(dāng)開關(guān)S與接線柱1相連時(shí)，電飯煲處于燜飯保溫檔，兩電阻串聯(lián)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，R_串=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{22W}$=2200Ω，
電阻：R=R_串-R₀=2200Ω-44Ω=2156Ω；
（3）開關(guān)在“1”檔時(shí)，電路中的電流：I=$\frac{U}{{R}_{串}}$=$\frac{220V}{2200Ω}$=0.1A，
t=10min=600s電阻R產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=（0.1A）²×2156Ω×600s=12936J；
答：（1）開關(guān)在“2”檔時(shí)，電飯鍋處于高溫?zé)�煮狀態(tài)；
（2）電阻R和R₀的阻值分別為44Ω、2156Ω．
（3）開關(guān)在“1”檔時(shí)，通電10min電阻R上產(chǎn)生的熱量為12936J．

點(diǎn)評(píng) 大部分家用電熱器都是用改變電路電阻的阻值來實(shí)現(xiàn)功率的改變，電阻阻值的改變有三種方法：①用開關(guān)使幾個(gè)電阻串聯(lián)，達(dá)到增大電阻，減小功率的目的；②用開關(guān)使幾個(gè)電阻并聯(lián)，達(dá)到減小電阻，增大功率的目的；③用一個(gè)開關(guān)和電阻并聯(lián)，開關(guān)的閉合可使電阻短路，達(dá)到減小電阻，增大功率的目的．