4.新型電飯鍋采用“聰明火”技術(shù),智能化地控制食物在不同時間段的溫度,以得到最佳的營養(yǎng)和口感,其簡化電路如圖甲所示.R1和R2均為電熱絲,S、S1都閉合時為加熱燒煮狀態(tài),S閉合、S1斷開時為保溫燜飯狀態(tài).煮飯時,把電飯鍋接入220V電路中,在電飯鍋工作的30min內(nèi),電路中總電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.求:

(1)S和S1都閉合時電飯鍋的電功率;
(2)電熱絲R2的阻值;
(3)這30min內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量.

分析 (1)S和S1都閉合時,電阻R1與R2并聯(lián);電路中電流最大,由乙圖可知此時電流值,則利用P=UI求出功率;
(2)開關(guān)S1斷開時,電路中只有R1工作,由乙圖可知通過R1的電流值,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過R2工作時的電流值,然后根據(jù)歐姆定律即可求出R2的阻值.
(3)利用P=UI求出只有R1工作時功率;由乙圖可知:30min內(nèi)兩種情況下各自的工作時間,利用W=Pt分別求出兩種情況下各自產(chǎn)生的熱量,最后求其和即可.

解答 解:(1)S和S1都閉合時,電阻R1與R2并聯(lián);由乙圖可知此時電流值Imax=3A,
則功率Pmax=UImax=220V×3A=660W;
(2)開關(guān)S1斷開時,電路中只有R1工作,由乙圖可知通過R1的電流值I1=2A,
則根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知:電阻R1與R2并聯(lián)時;I2=Imax-I1=3A-2A=1A,
根據(jù)歐姆定律得:R2=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{1A}$=220Ω.
(3)只有R1工作時功率P1=UI1=220V×2A=440W;
由乙圖可知:t′=10min+(20min-15min)=15min=900s,
t″=(15min-10min)+(30min-20min)=15min=900s,
則Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J,
Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J,
Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J.
答:(1)S和S1都閉合時電飯鍋的電功率為660W;
(2)電熱絲R2的阻值為220Ω;
(3)這30min內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量為9.9×105J.

點(diǎn)評 本題考查電功率的計算,根據(jù)是結(jié)合電路圖會對圖象的分析,知道兩種狀態(tài)下對應(yīng)的電流值時關(guān)鍵.

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