Question

14．CFXB型“220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫?zé)�煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)，R₀為電熱絲．當(dāng)開關(guān)S接高溫?zé)�煮擋時(shí)，電路的功率為1100W，當(dāng)開關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W．
求：（1）電飯煲在高溫?zé)�煮擋時(shí)，開關(guān)S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接？
（2）電熱絲R₀的阻值多大？
（3）當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電熱絲R₀產(chǎn)生的熱量為多少？

Answer 1

分析 （1）電飯煲在高溫?zé)�煮擋時(shí)，電路電阻最小，開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時(shí)，電阻R被短路，電路電阻最小，功率最大．
（2）已知額定電壓與加熱時(shí)的功率，由電功率的變形公式可以求出電阻阻值．
（3）由P=UI計(jì)算正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流，由Q=I²Rt計(jì)算燜飯、保溫10min電熱絲R₀產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓U一定時(shí)，電阻R越小，電功率越大，由電路圖可知，
S應(yīng)接1觸點(diǎn)時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路電阻最大，此時(shí)電飯煲功率最小，電飯煲為燜飯、保溫檔；
S應(yīng)接2觸點(diǎn)時(shí)，只有R₀接入電路中，電路電阻最小，此時(shí)電飯煲功率最大，電飯煲在高溫?zé)�煮檔．
（2）由題意高溫?zé)�煮時(shí)功率為1100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高溫}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）由題知，燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W，
由P=UI可得此時(shí)電路中電流：
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A，
電飯煲為燜飯、保溫檔時(shí)，R與R₀兩電阻串聯(lián)，
由串聯(lián)電路中電流特點(diǎn)和Q=I²Rt可得，燜飯、保溫10min電熱絲R₀產(chǎn)生的熱量：
Q₀=I²R₀t=（0.1A）²×44Ω×10×60s=264J．
答：（1）電飯煲在高溫?zé)�煮擋時(shí)，開關(guān)S應(yīng)與2觸點(diǎn)連接；
（2）電熱絲R₀的阻值為44Ω；
（3）當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流為0.1A；燜飯、保溫10min，電熱絲R₀產(chǎn)生的熱量為264J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能量的轉(zhuǎn)化和電功率公式、焦耳定律的靈活應(yīng)用，是一道即為簡單的電功和熱量的綜合計(jì)算．