Question

【題目】如圖甲所示為一款雙控溫多功能家用涮烤兩用分體電火鍋，該電火鍋的部分參數如下表所示。該鍋可實現火鍋、燒烤同時進行，也可以分開控制。其部分簡化電路如圖乙所示，開關 S1控制中央湯鍋的加熱，S2控制左右兩側的燒烤盤，R1為電加熱絲，R0在加熱板外側，為調溫電阻。

（1）分析電路圖可知，當開關S1接通 ，溫控開關閉合時，湯鍋處于___（選填“加熱”或“保溫”）狀態，在實際使用中，左右兩側的電熱燒烤盤可以同時工作也可以獨立工作 ，左右兩側的電熱燒烤盤是____（選填“并聯”或 串聯”）的。

（2）湯鍋加熱狀態正常工作時，通過R1的電流為多少_____？一個標準大氣壓下，加熱狀態時，將湯鍋中2kg水由20℃加熱到100℃，用時14分鐘，求該電熱絲加熱狀態時的效率_____？（計算結果保留三位有效數字）［c水=4.2×103J/（kg·℃）］

（3）若R0的電阻為56Ω，則湯鍋保溫擋時1s消耗的電能是多少_______？

Answer 1

【答案】加熱 并聯 5A 72.7% 484J

【解析】

第一空．分析電路圖可知，開關S1接通時，R1與R0串聯，當溫控開關閉合時，R0被短路，該支路電阻減小，根據P=可知，該支路功率變大，即湯鍋處于加熱狀態。

第二空．實際使用中，左右兩側的電熱燒烤盤可以同時工作也可以獨立工作，即兩個烤盤的電路互不影響，說明左右兩側的電熱燒烤盤是并聯的。

第三空．由表格數據可知，湯鍋加熱狀態時功率為P加熱=1100W，由以上分析可知，該功率只是R1的功率，由P=UI可知，所以此時通過R1的電流為：

I加熱===5A。

第四空．將湯鍋中2kg水由20℃加熱到100℃，水要吸收的熱量是：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，

加熱這些水要14分鐘時間，則加熱這些水消耗的電能是：

W=P加熱t=1100W×14×60s=9.24×105J，

則湯鍋電熱絲加熱狀態時的效率為：

η===72.7%。

第五空． R1電阻為：

R1===44Ω。

當湯鍋保溫擋時，R1與R0串聯，則湯鍋保溫擋1s消耗的電能是：

W′====484J。