Question

【題目】圖甲是內膽為鋁質材料的電飯鍋，內部電路如圖乙所示，R1是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R2是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，接通電源（220V 50Hz），閉合手動開關S1 ， 電飯鍋處在加熱狀態．當鍋內食物溫度達到103℃時，開關S1會自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合，S2是一個自動溫控開關，當鍋內食物溫度達到80℃時會自動斷開，溫度低于70℃時會自動閉合．（已知水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）；查表可知鋁的熔點為660℃）
請解答下列問題：
（1）如果接通電源后沒有放入食物就閉合開關S1 ， 電飯鍋的內膽是否會熔化？為什么？
（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？
（3）若在一個標準大氣壓下將溫度為20℃，質量為2.5kg的水燒開需要16min40s，求電飯鍋正常工作時電能轉化為內能的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：不會熔化；當鍋內溫度達到103℃時，開關S1會自動斷開，而鋁的熔點為660℃，所以不會熔化
（2）解：在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比 = = = =
（3）解：16min40s=1000s；

水吸收的熱量Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×105J，

電飯鍋消耗的電能W= t= ×1000s=106J，

所以電能轉化為內能的效率為η= = =84%

【解析】（1）比較開關S1會自動斷開的溫度和鋁的熔點即可得出結論．（2）電飯鍋處在加熱狀態時，電阻R1工作，當處于保溫狀態時，兩電阻串聯，一起工作，根據公式P= 可求在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比．（3）根據公式W= t可求電飯鍋燒水時消耗的電能，水吸收的熱量根據公式Q=cm△t可求，吸收的熱量與消耗電能的比值就是電飯鍋正常工作時電能轉化為內能的效率．