【題目】如圖所示,甲是電飯鍋的實驗圖,乙是其內(nèi)部的電路簡圖.它們有“高溫?zé)蟆焙汀盃F飯、保溫”兩檔,由溫控開關(guān)(電阻不計)自動控制.煮飯時,先要按下溫控開關(guān)按鈕;到達設(shè)定溫度(飯已煮熟)后,按鈕會自動彈起.

(1)當溫近代開關(guān)按鈕按下時,電鈕鍋電路總功率為1 000W,求“燒煮電路部分”的電阻R1的阻值.
(2)溫控開關(guān)按鈕彈起后,電飯鍋電路總功率為40W,求“保溫電路部分”的電阻R2的阻值.
(3)若用該電飯鍋的“高溫?zé)蟆睓n燒水,5min能將2kg、20℃的水加熱至50℃,求電飯鍋的效率,并說明能源浪費的去向.[c=4.2×103 J(kg℃)1].

【答案】
(1)

解:開關(guān)按下時,R2短路,

電阻R1的阻值為R1= = =48.4Ω.

答:電阻R1的阻值為48.4Ω;


(2)

解:開關(guān)彈起后,R1與R2串聯(lián),

電路的總電阻為R= = =1210Ω,

電阻R2的阻值為R2=R﹣R1=1210Ω﹣48.4Ω=1161.6Ω.

答:電阻R2的阻值為1161.6Ω;


(3)

解:水吸收的熱量為:

Q=cm(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg℃)×2kg×(50℃﹣20℃)=2.52×105J,

高溫?zé)髸r電流做的總功為:

W=P1t=1000 W×5×60s=3×105J,

電飯鍋的效率為η= = =84%.

能源浪費的去向:一是鍋體升溫,二是向空中散熱.

答:電飯鍋的效率為84%;能源浪費的去向:一是鍋體升溫,二是向空中散熱


【解析】(1)開關(guān)按下時,R2短路,根據(jù)已知和R= 求出電阻R1的阻值;(2)當溫控開關(guān)按鈕彈起時,R1與R2串聯(lián),根據(jù)R= 求出電路的總電阻,再根據(jù)串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和求出R2的阻值;(3)根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量,根據(jù)W=Pt求出高溫?zé)髸r電流做的總功,進一步求出電飯鍋的效率,再根據(jù)鍋體升溫和向空中散熱說明能源浪費的去向.
【考點精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計算公式是解答本題的根本,需要知道歐姆定律的應(yīng)用: ① 同一個電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時,通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當電壓不變時,電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當電流一定時,電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR);計算電功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)計算電功率還可用公式:P=I2R和P= U2/R.

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