Question

20．如圖是一種老式電飯鍋的筒化電路原理圖，該鍋的部分參數(shù)如下表，煮飯時，溫控開關S是閉合的，飯熟后，鍋內溫度達到103℃時．溫控開關S自動斷開，電飯鍋轉入保溫狀態(tài)．
（1）發(fā)熱板R₁的阻值是多少？
（2）保溫時，發(fā)熱板的發(fā)熱功率是多少？
（3）從能量利用率的角度計算說明這種電飯鍋的不合理性．

型號	YJ408G
額定功率	煮飯	880W
	保溫	176W
額定電壓	220V
容量	4L
質量	3.8kg
加熱方式	底盤加熱

Answer 1

分析 （1）煮飯時，溫控開關S閉合，電阻R₂被短路，只有電阻R₁接入電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出發(fā)熱板電阻；
（2）保溫時，溫控開關斷開，兩電阻串聯(lián)，由表中數(shù)據(jù)可知保溫功率，根據(jù)P=UI求出保溫時電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出發(fā)熱板的發(fā)熱功率；
（3）根據(jù)效率公式求出保溫時的加熱效率，然后回答這種電飯鍋的不合理性．

解答 解：（1）煮飯時，溫控開關S閉合，電阻R₂被短路，只有電阻R₁接入電路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，發(fā)熱板R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{煮飯}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{880W}$=55Ω；
（3）保溫時，溫控開關斷開，兩電阻串聯(lián)，由表中數(shù)據(jù)可知，保溫功率為176W，
由P=UI可知，保溫時電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{176W}{220V}$=0.8A，
此時發(fā)熱板的發(fā)熱功率：
P₁=I²R₁=（0.8A）²×55Ω=35.2W；
（4）保溫時，只有發(fā)熱板消耗的電能被利用，所以電飯鍋能量的利用率：
η=$\frac{{W}_{熱}}{{W}_{保溫}}$×100%=$\frac{{P}_{1}t}{{P}_{保溫}t}$×100%=$\frac{{P}_{1}}{{P}_{保溫}}$×100%=$\frac{35.2W}{176W}$×100%=20%，
由此得出，保溫時能量的利用率很低，浪費了能量，所以不合理．
答：（1）發(fā)熱板R₁的阻值是55Ω．
（2）保溫時，發(fā)熱板的發(fā)熱功率是35.2W．
（3）保溫時的能量的利用效率很低，浪費了能量，因此該電飯鍋的設計不合理．

點評 本題考查了電飯鍋開關的作用、串電路的特點、電功率公式、效率公式的靈活運用，會計算保溫時能量的利用率是關鍵．