Question

4．如圖是家用電飯鍋的簡化電路示意圖，S₁是限溫開關，靠手動閉合，當溫度達到103℃時自動斷開，不能自動閉合．S₂是自動開關，當溫度超過80℃時自動斷開，溫度低于70℃時自動閉合．電阻R₂的阻值是1886歐，R₁是工作電阻，阻值為50歐．鍋中放好適量的米和水，接入家庭電路，閉合手動開關S₁后，電飯鍋就能自動煮好米飯并保溫．試求：
（1）加熱過程中電飯鍋消耗的電功率P₁是多大？
（2）保溫過程中電飯鍋消耗的電功率P₂是在哪兩個值之間跳動？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)線路圖可知電飯鍋加熱時，R₂被短路只有R₁工作，加熱過程電飯鍋消耗的功率為p₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$代入求出即可；
（2）電飯鍋的保溫狀態(tài)由開關S₂控制．當溫度超過80℃時，S₂自動斷開，此時R₁與R₂串聯(lián)，電飯鍋消耗功率P₂′；當溫度低于70℃時，S₂自動閉合，R₂被短路，電飯鍋消耗功率等于P₁，保溫過程中電飯鍋消耗的電功率P₂是在P₂′和P₁兩個值之間跳動．

解答 解：（1）電飯鍋加熱時，R₂被短路只有R₁工作，加熱過程電飯鍋消耗的功率為p₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（220V）^{2}}{50Ω}$=968W；
（2）電飯鍋的保溫狀態(tài)由開關S₂控制的，
當溫度超過80℃時，S₂自動斷開，此時R₁與R₂串聯(lián)，
電飯鍋消耗功率p₂′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{50Ω+1886Ω}$=25W，
當溫度低于70℃時，S₂自動閉合，R₂被短路，
電飯鍋消耗功率P₂″=P₁=968W．
所以，電飯鍋保溫時消耗電功率在25W和968W兩個值之間跳動．
答：（1）加熱過程中電飯鍋消耗的電功率是968W；
（2）保溫過程中電飯鍋消耗的電功率在968W與25W兩個值之間跳動．

點評 考查學生會根據(jù)開關的同狀態(tài)分析電路圖結構的能力，以及靈活運用電功率公式計算的能力．