Question

【題目】圖甲是內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料的電飯鍋，內(nèi)部電路如圖乙所示，R1是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R2是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，接通電源（220V 50Hz），閉合手動開關(guān)S1 ， 電飯鍋處在加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S1會自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合，S2是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時會自動斷開，溫度低于70℃時會自動閉合．（已知水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）；查表可知鋁的熔點為660℃）
請解答下列問題：
（1）如果接通電源后沒有放入食物就閉合開關(guān)S1 ， 電飯鍋的內(nèi)膽是否會熔化？為什么？
（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？
（3）若在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃，質(zhì)量為2.5kg的水燒開需要16min40s，求電飯鍋正常工作時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：不會熔化；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S1會自動斷開，而鋁的熔點為660℃，所以不會熔化
（2）解：在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比 = = = =
（3）解：16min40s=1000s；

水吸收的熱量Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×105J，

電飯鍋消耗的電能W= t= ×1000s=106J，

所以電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為η= = =84%

【解析】（1）比較開關(guān)S1會自動斷開的溫度和鋁的熔點即可得出結(jié)論．（2）電飯鍋處在加熱狀態(tài)時，電阻R1工作，當(dāng)處于保溫狀態(tài)時，兩電阻串聯(lián)，一起工作，根據(jù)公式P= 可求在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比．（3）根據(jù)公式W= t可求電飯鍋燒水時消耗的電能，水吸收的熱量根據(jù)公式Q=cm△t可求，吸收的熱量與消耗電能的比值就是電飯鍋正常工作時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率．