Question

小華在A國(guó)留學(xué)．回國(guó)時(shí)從A國(guó)帶回了一個(gè)電飯鍋，使用時(shí)小華發(fā)現(xiàn)一旦接通電飯鍋的電源開(kāi)關(guān)，短時(shí)間便會(huì)聞到焦糊氣味．為了查明原因，小華查看了電飯鍋銘牌，發(fā)現(xiàn)其上標(biāo)有“110V  600W”，她恍然大悟．試計(jì)算以下問(wèn)題．
（1）該電飯鍋正常工作20min可將體積為1.5L，溫度為20℃的水加熱到100℃，則在此過(guò)程中該電飯鍋的效率為多大？
（2）為了能讓其在我國(guó)家庭電路中正常工作，應(yīng)采取怎樣的措施？畫(huà)出電路圖并計(jì)算說(shuō)明．（電飯鍋的元件符號(hào)用表示）．

Answer 1

分析：（1）已知電飯鍋的額定功率和工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能，根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，水吸收的熱量與消耗電能的比值就是在此過(guò)程中該電飯鍋的效率．
（2）此時(shí)電飯鍋的額定電壓為110V，我國(guó)家庭電路中工作電壓為220V，要想使兩端的電壓減小，就必須串聯(lián)電阻分壓，根據(jù)相應(yīng)公式進(jìn)一步求出串聯(lián)的電阻的大�。�

解答：解：（1）電飯鍋消耗的電能W=Pt=600W×20×60s=720000J，
水吸收的熱量Q=cm（t-t₀）=cρV（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1000kg/m³×1.5×10^-3m³×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J，
所以在此過(guò)程中該電飯鍋的效率為η=

Q

W

=

5.04×105J

720000J

=70%．
答：在此過(guò)程中該電飯鍋的效率為70%．
（2）串聯(lián)電阻后，電流相等，分擔(dān)一半的電壓，所以兩端的電壓也相等，根據(jù)公式R=

U

I

可知，串聯(lián)的電阻等于電飯鍋的電阻，R=

U 2 L

PL

=

(110V)2

600W

≈21.7Ω，
所以串聯(lián)一個(gè)21.7Ω的電阻即可，電飯鍋與電阻串聯(lián)，電路圖如圖：

點(diǎn)評(píng)：本題考查消耗電能、吸收熱量、效率、電阻等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是求電飯鍋的效率和根據(jù)題意畫(huà)電路圖．