Question

6．下表為一臺電飯煲的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖19所示，R₀和R均為電熱絲．求：

XX牌電飯煲
額定電壓		220V
額定功率	高溫檔	1100W
	低溫檔	22W
電源頻率		50Hz

（1）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關(guān)S應與哪個觸點連接？
（2）電熱絲R的阻值多大？
（3）如果用此電飯煲把2Kg的水由20℃加熱至沸騰需要的時間是多少秒？【不考慮熱量的損失，氣壓為一個標準大氣壓，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）】

Answer 1

分析 （1）電飯煲在高溫燒煮擋時，電路電阻最小，開關(guān)S與觸點2連接時，電阻R被短路，電路電阻最小，功率最大；
（2）電飯煲在高溫燒煮擋時，電路為R₀的簡單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱絲R₀的阻值；P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出總電阻，然后可求得電熱絲R的阻值；
（3）根據(jù)Q=cm△t可求得水由20℃加熱至沸騰吸收的熱量，不考慮熱量的損失W=Q，由P=$\frac{W}{t}$可求得需要的時間．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓U一定時，電阻R越小，電功率越大，
由電路圖可知，S應接2觸點時，電路電阻最小，此時電飯煲功率最大，電飯煲在高溫燒煮檔；
（2）電飯煲在高溫燒煮擋時，電路為R₀的簡單電路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱絲R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω；
R_總=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低溫}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{22W}$=2200Ω，
則R=R_總-R₀=2200Ω-44Ω=2156Ω；
（3）由把2kg的水由20℃加熱至沸騰需要吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J．
不考慮熱量的損失W=Q，由P=$\frac{W}{t}$可得，
需要的時間t=$\frac{W}{{P}_{高溫}}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1100W}$≈611s
答：（1）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關(guān)S與2觸點連接；
（2）電熱絲R的阻值為R=2156Ω；
（3）如果用此電飯煲把2Kg的水由20℃加熱至沸騰需要的時間是611秒．

點評 大部分家用電熱器都是用改變電路電阻的阻值來實現(xiàn)功率的改變，電阻阻值的改變由三種方法：①用開關(guān)使幾個電阻串聯(lián)，達到增大電阻，減小功率的目的；②用開關(guān)使幾個電阻并聯(lián)，達到減小電阻，增大功率的目的；③用一個開關(guān)和電阻并聯(lián)，開關(guān)的閉合可用短路電阻，達到減小電阻，增大功率的目的．