Question

某一電飯鍋，內(nèi)部電路如圖所示．R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，接通電源（220V，50Hz）、閉合手動開關(guān)S_l，電飯鍋處在加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S₁會自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合．S₂是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時會自動斷開，溫度低于70℃時會自動閉合．則
（1）若接通電源后沒有閉合開關(guān)S₁，那么電飯鍋能將飯煮熟嗎？為什么？
（2）在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下若用這種電飯鍋燒水，則開關(guān)S₁的自動斷電功能不起作用，這是為什么？
（3）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？
（4）若電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為84%，那么在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水燒開，至少需要多長時間？

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路的特點(diǎn)及S₂的特點(diǎn)可以分析；
（2）由水的沸點(diǎn)可知燒水時鍋的溫度，由開關(guān)特點(diǎn)可判斷；
（3）電飯鍋處在加熱狀態(tài)時，電阻R₁工作，當(dāng)處于保溫狀態(tài)時，兩電阻串聯(lián)，一起工作，根據(jù)公式P=可求在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比．
（4）先根據(jù)Q=cm△t求出將水加熱到沸騰時水吸收的熱量，利用效率公式求出電飯鍋放出的熱量，再根據(jù)Q=W=Pt=t求出加熱時間．
解答：解：（1）若不閉合S₁，當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到80℃時，S₂自動斷開，電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)．
（2）在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，達(dá)不到103℃，所以S₁不會自動斷開．
（3）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比為：
====；
（4）將水加熱到沸騰時水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J；
電飯鍋放出的熱量：
Q_放===10⁶J；
根據(jù)Q=W=Pt=t得：
t===1000s．
答：（1）不能，因為當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到80℃，S₂自動斷開，電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)；
（2）在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，達(dá)不到103℃，所以S₁不會自動斷開；
（3）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比為11：1；
（4）在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水燒開，至少需要1000s．
點(diǎn)評：本題取材于我們常見的電飯鍋，考查有關(guān)電路的知識，可以激發(fā)同學(xué)們對物理的學(xué)習(xí)興趣了，同時能了解更多的生活常識．