Question

18．如圖所示是電飯煲的電路圖，S₁是一個控溫開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到103℃時，會自動斷開，S₂是一個自動控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70℃時，會自動閉合；溫度高于80℃時，會自動斷開．紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，定值電阻R₁=R₂=500Ω，加熱電阻絲R₃=50Ω，兩燈電阻不計．
（1）分析電飯煲的工作原理．
（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)S₁，能將飯煮熟嗎？
（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，重點明確溫控開關(guān)的作用，明確電飯煲的工作原理；
（2）根據(jù)電路特點進(jìn)行分析，即可明確能否煮熟；
（3）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)利用串聯(lián)電路規(guī)律由功率公式可求得功率的表達(dá)式，則可求得比值．

解答 （1）電飯煲盛上食物后，接上電源，S₂自動閉合，同時手動閉合S₁，這時黃燈被短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S₂自動斷開，S₁仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S₁自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于散熱，待溫度降至70℃時，S₂自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達(dá)到80℃時，S₂又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)．
（2）如果不閉合開關(guān)S₁，則不能將飯煮熟，因為只能加熱到80℃．
（3）加熱時電飯煲消耗的電功率P₁=$\frac{U^2}{R_并}$，保溫時電飯煲消耗的電功率${P_2}=\frac{U^2}{{{R_1}+{R_并}}}$，
兩式中R_并=$\frac{{{R_2}{R_3}}}{{{R_2}+{R_3}}}=\frac{500×50}{500+50}Ω=\frac{500}{11}$Ω 從而有P₁：P₂=$\frac{{{R_1}+{R_并}}}{R_并}=\frac{500+500/11}{500/11}$=12：1
答：（1）原理如上分析；
（2）無法煮熟；
（3）加熱和保溫兩種狀態(tài)下消耗的電功率之比為12：1．

點評 本題考查電飯煲原理，要注意明確串并聯(lián)電路規(guī)律，并正確選擇功率公式進(jìn)行分析求解．