Question

3．如圖是電飯煲的電路圖，S₁是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)（103℃）時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開，S₂是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80℃時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開．紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈．電阻R₁=R₂=500Ω，電阻R₃=50Ω，兩燈電阻不計(jì)．
（1）簡述電飯煲的工作原理．
（2）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)明確溫控開關(guān)的作用，明確電飯煲的工作原理；
（2）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)利用串聯(lián)電路規(guī)律由功率公式可求得功率的表達(dá)式，則可求得比值．

解答 解：（1）電飯煲煮飯時(shí)，接上電源，S₂自動(dòng)閉合，同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S₁閉合，這時(shí)黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)．加熱到80℃時(shí)，S₂自動(dòng)斷開，S₁仍閉合，繼續(xù)加熱，待水燒開后溫度升高到103℃，開關(guān)S₁自動(dòng)斷開，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于電飯煲散熱，待溫度下降到70℃時(shí)，S₂自動(dòng)閉合，電飯煲又處于加熱狀態(tài)，待溫度上升到80℃時(shí)，S₂又自動(dòng)斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)．
（2）設(shè)電飯煲處于加熱狀態(tài)時(shí)消耗的電功率為P₁，保溫狀態(tài)電功率為P₂，則有加熱時(shí)功率為：
 P₁=$\frac{{U}^{2}}{\frac{{R}_{2}{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}}}$
保溫時(shí)功率為：
  P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}}}$
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{12}{1}$
答：（1）原理如上分析；
（2）加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比為12：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電飯煲原理，要注意明確串并聯(lián)電路規(guī)律，并正確選擇功率公式進(jìn)行分析研究．