有一种电饭锅(如图甲),它上面的铭牌如图乙所示,内部电路如图丙所示.R1是加热电阻,R2是限流电阻,R2的阻值为484Ω.煮饭时接通220V电源,闭合手动开关S1,电

发布时间:2020-08-09 01:24:29

有一种电饭锅(如图甲),它上面的铭牌如图乙所示,内部电路如图丙所示.R1是加热电阻,R2是限流电阻,R2的阻值为484Ω.煮饭时接通220V电源,闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态.当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合.S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合.
问:
(1)若接通电源后没有闭合开关S1,那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?
(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水,则开关S1的自动断电功能不起作用,这是为什么?
(3)在加热情况下,求R1的阻值?在保温情况下,电饭锅消耗的电功率是多少?
(4)对于电饭锅的设计你有什么建议?若一次用该电饭锅烧一满锅初温为25℃的冷水至100℃,用了18分钟,则此次烧水的效率是多少?

网友回答

解:(1)由题意知,当温度达到80℃时,开关S2会自动断开,温度低于70℃时,S2会自动闭合,
由此可知:如果不闭合开关S1,则电饭锅能达到的最大温度是80℃,不能把饭煮熟.
(2)在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,用该电饭锅烧水,锅内水的最高温度为100℃,
锅内温度达不到103℃,所以开关S1不能自动断开,故开关S1不能起作用.
(3)在加热时,R2短路,电路为R1的简单电路,此时电路的最大功率为1000W,
∵P=,∴电阻所以R1===48.4Ω;
保温时,R1与R2串联,则保温时电饭锅消耗的电功率:
P==≈90.9W.
(4)为了保证安全,应使用接地的三孔插座;
电饭锅消耗的电能W=Pt=1000W×18×60s=1.08×106J,
电饭锅装满水时,水的质量m=ρV=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg,
水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×3kg×(100℃-25℃)=9.45×105J,
则烧水的效率η=×100%=×100%=87.5%;
答:(1)不能,因为当锅内温度达到80℃时,S2自动断开,电饭锅进入保温状态.
(2)因为在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,达不到103℃,所以S1不会自动断开.
?(3)电阻R1的阻值是48.4Ω;在保温情况下,电饭锅消耗的电功率是90.9W.
?(4)应使用三孔插座,安装地线,电饭锅烧水的效率是87.5%.
解析分析:(1)根据开关S2的工作特点分析答题.
(2)根据一个标准电压下水的沸点及开关S1的工作特点分析答题.
(3)由题意及电路图可知:在加热时,R2短路,电路为R1的简单电路,
根据铭牌可知电饭锅的最大功率,由电功率的变形公式可以求出R1的阻值;
根据串联电路的电阻特点和电功率公式P=可以求出在保温状态下电饭锅消耗的电功率.
(4)为了安全,防止触电事故的发生,应使用接地的三孔插座;
由电功公式求出电饭锅消耗的电能,由热量公式求出水吸收的热量,然后由效率公式求出电饭锅的效率.

点评:本题考查了电饭锅开关的作用、串电路的特点、电功率公式的灵活运用,关键是知道一个标准电压下水的沸点是100℃以及“当锅内食物温度达到?103℃时,开关S1会自动断开”这一条件的具体应用.
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