Question

8．某型號電飯煲有加熱和保溫功能，如下圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，當開關(guān)S接觸點1時，該電飯煲處于加熱（填“保溫”或“加熱”）狀態(tài)．如圖乙是該電飯煲工作時電功率與時間的關(guān)系圖象，則圖中陰影部分面積表示的物理量是電飯煲消耗的電能，其大小為0.15kW•h．電阻R₂的阻值為423.5Ω．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，開關(guān)S接觸點1時，只有R₁連入電路中，S接觸點2時，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析電飯煲的工作狀態(tài)；
（2）由圖象知，電飯煲工作的功率和工作時間，由此可知面積表示的物理量，根據(jù)W=Pt求出其大�。�
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出兩種情況下電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出電阻R₂的阻值．

解答 解：（1）由甲可知，開關(guān)S接觸點1時，只有R₁連入電路中，S接觸點2時，兩電阻串聯(lián)，
電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，開關(guān)接觸點1時，電路的電阻較小，功率較大，所以此時電飯煲處于加熱狀態(tài)；
開關(guān)接觸點2時，電路的電阻較大，功率較小，所以此時電飯煲處于保溫狀態(tài)；
（2）由乙圖象知，橫坐標表示工作時間，縱坐標表示電飯煲的電功率，
陰影部分面積S=Pt=W，即：陰影部分表示的是電飯煲消耗的電能；
由圖知，P_加熱=0.8kW，加熱時間t_加熱=10min=$\frac{1}{6}$h，
所以W_加熱=P_加熱t_加熱=0.8kW×$\frac{1}{6}$h=$\frac{2}{15}$kW•h．
P_保溫=0.1kW，保溫時間t_保溫=10min=$\frac{1}{6}$h，
所以W_保溫=P_保溫t_保溫=0.1kW×$\frac{1}{6}$h=$\frac{1}{60}$kW•h．
則電飯煲消耗的電能W=W_加熱+W_保溫=$\frac{2}{15}$kW•h+$\frac{1}{60}$kW•h=0.15kW•h；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω；
保溫時電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₂的阻值：
R₂=R-R₁=484Ω-60.5Ω=423.5Ω．
故答案為：加熱；電飯煲消耗的電能；0.15kW•h；423.5．

點評 本題考查了電功率公式和電功公式的靈活應(yīng)用，要能正確分析開關(guān)在不同狀態(tài)電路結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是能看懂圖象，將圖象與所學知識聯(lián)系起來，是一道好題．