Question

4．某家庭煲湯用電熱鍋簡化電路如圖所示，電熱鍋額定電壓為220V，R₁，R₂均為發(fā)熱電阻，其阻值分別為80Ω、404Ω．接通電源，閉合開關(guān)S₁、S₂，電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài)；當鍋內(nèi)溫度達到100℃時，開關(guān)S₂自動斷開，開關(guān)S₁仍閉合，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)．
（1）處于“大火”加熱狀態(tài)時，電路中的電流多大？
（2）處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘，消耗的電能是多少焦耳？
（3）處于“小火”燉煮狀態(tài)時，電功率多大？

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)S₁、S₂時，電路為R₁的簡單電路，電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；
（2）根據(jù)W=UIt求出處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘消耗的電能；
（3）開關(guān)S₂斷開、S₁閉合時，R₁與R₂串聯(lián)，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電功率．

解答 解：（1）閉合開關(guān)S₁、S₂時，電路為R₁的簡單電路，電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài)，
則電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{80Ω}$=2.75A；
（2）處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘消耗的電能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×10⁵J；
（3）開關(guān)S₂斷開、S₁閉合時，R₁與R₂串聯(lián)，電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路的電功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{80Ω+404Ω}$=100W．
答：（1）處于“大火”加熱狀態(tài)時，電路中的電流為2.75A；
（2）處于“大火”加熱狀態(tài)15分鐘，消耗的電能是5.445×10⁵J；
（3）處于“小火”燉煮狀態(tài)時，電功率是100W．

點評 本題考查了歐姆定律和電功公式、電功率公式的應(yīng)用等，分清電熱鍋處于不同狀態(tài)時電路中的連接方式是關(guān)鍵．