问题详情:
小梦家新买了一口电饭锅,如图*所示.通过查看说明书,发现电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态.图乙是电饭锅的电路图,R2=60.5Ω,保温时总功率为100W.
(1)自动开关S接通时,电饭锅处于哪种状态?此时电功率多大?
(2)R1的阻值多大?
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃(整个过程不计能量损失),需要多长时间?
【回答】
【考点】电功与热量的综合计算;电功率的计算.
【分析】(1)自动开关S接通时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,根据P=UI=可知电路的总功率最大,据此判断电饭锅的状态,根据P=UI=求出此时电功率;
(2)自动开关S断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,根据P=UI=可知电路的总功率最小,电饭锅处于保温状态,根据P=UI=求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R1的阻值;
(3)根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量,整个过程不计能量损失,根据Q=W=Pt求出需要的加热时间.
【解答】解:(1)自动开关S接通时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,
由P=UI=可知,电路的总功率最大,电饭锅处于加热状态,
此时电功率:
P加热===800W;
(2)自动开关S断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,
由P=UI=可知,电路的总功率最小,电饭锅处于保温状态,
此时电路中的总电阻:
R===484Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的阻值:
R1=R﹣R2=484Ω﹣60.5Ω=423.5Ω;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×20℃=4.2×105 J,
整个过程不计能量损失,由Q=W=Pt可得需要的加热时间:
t====525s.
答:(1)自动开关S接通时,电饭锅处于加热状态,此时电功率为800W;
(2)R1的阻值为423.5Ω;
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃,需要525s.
知识点:焦耳定律
题型:计算题