Question

【題目】如圖1為一款陶瓷電燉壺，工作電路簡化為圖2所示，它在工作時(shí)，有高火加熱、文火萃取和小功率保溫三個(gè)過程．已知正常工作時(shí)，高火加熱功率為500W，文火萃取功率為100W．若壺中藥液的總質(zhì)量為1kg，且在額定電壓下工作時(shí)，液體的溫度與工作時(shí)間的關(guān)系圖像如圖3．

（1）觀察圖像中高火加熱過程可知：電燉壺在前半段比后半段時(shí)間的加熱效率________，上述高火加熱過程中，1kg藥液所吸收的熱量是多少_________？[c 藥液=4.2×103J/（kg·℃）]

（2）分析電路可知：當(dāng) Sa接 2，同時(shí) Sb________（選填“斷開”或“閉合”）時(shí)，電路處于文火萃取階段，電路中的電阻________在工作．

（3）已知電阻 R2=484Ω，求 R1的阻值是多少_______？電燉壺的額定保溫功率是多少瓦 _________？ 提示：請(qǐng)按照計(jì)算題的要求）

Answer 1

【答案】低 3.36×105J 斷開 R2 121Ω 80W

【解析】

(1)在高火加熱的前后半段的時(shí)間里，功率是不變的，且時(shí)間也是相同的，由可知，在兩段時(shí)間里消耗電能是相同的。由圖3可知，在前半段的時(shí)間里藥液升高的溫度小，在后半段的時(shí)間里溫度升高的大，而藥液的質(zhì)量和比熱容是不變的，由可知，在前半段的時(shí)間里，藥液吸收的熱量少，由可知，前半段的加熱效率比后半段的加熱效率要低。

1kg藥液所吸收的熱量：

=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×(98℃18℃)=3.36×105J

(2)分析電路可知，當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，電路中R1和R2并聯(lián)，電路中的電阻是最小的，由可知，此時(shí)電功率是最大的，處于高火加熱狀態(tài)；當(dāng)Sa接2，同時(shí)斷開Sb時(shí)，電路中只有R2工作，電路中電阻較大，由可知，此時(shí)電功率較大，處于文火萃取狀態(tài)；當(dāng)Sa接1，同時(shí)斷開Sb時(shí)，電路中R1和R2串聯(lián)，電路中的電阻最大，由可知，此時(shí)電功率較小，處于小功率保溫狀態(tài)；所以要使電路處于文火萃取狀態(tài)，應(yīng)將Sa接2，同時(shí)Sb斷開，這時(shí)電路中只有R2在工作。

(3)當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，電路中并聯(lián)，電路中的電阻是最小的，由可知，此時(shí)電功率是最大的，處于高火加熱狀態(tài)，高火加熱的電功率為；

根據(jù)前面的分析可知，P2=P文火=100W，所以

P1=P高火 P文火=400W

由可得

R1===121Ω

當(dāng)Sa接1，同時(shí)斷開Sb時(shí)，電路中R1和R2串聯(lián)，電路中的電阻最大，由可知，此時(shí)電功率較小，處于小功率保溫狀態(tài)，保溫功率為

==80W

答：(1) 前半段的加熱效率比后半段的加熱效率要低，1kg藥液所吸收的熱量為3.36×105J；

(2) 當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb斷開處于文火萃取狀態(tài)，這時(shí)電路中只有R2在工作；

(3) R1的阻值是121Ω，保溫功率為80W。