Question

【題目】火鍋是人們比較喜歡的一種飲食，如圖所示，這是小明家使用的一款電火鍋工作電路的簡化原理圖，它有高、中、低三個加熱擋位，R1、R2均為加熱電阻（溫度對電阻的影響忽略不計）。已知R1=60.5Ω，電火鍋處于低溫擋時的功率為160W，電源電壓為220V。［水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）］求：

(1)電阻R2的阻值。

(2)電火鍋處于高溫擋時的電功率。

(3)若加熱電阻所產生熱量的84%被水吸收，用該電火鍋的高溫檔把2kg、20℃的水加熱到100℃，需加熱的時間。

Answer 1

【答案】(1)242Ω；(2)1000W；(3)800s

【解析】

(1)由圖可知，當S1斷開，S2接b時，R1、R2串聯，電路總電阻最大，電源電壓U一定，由可知，此時總功率最小，電熱水器處于低溫擋；同理可知，當S1閉合，S2接a時，R1、R2并聯，總電阻最小，總功率最大，電熱水器處于高溫擋，所以，當S1閉合，S2接b時，只有R1連入電路，此時電熱水器處于中溫擋。

電火鍋處于低溫擋時的功率為160W，低溫擋時電路的總電阻

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的電阻值為

(2)當S1閉合，S2接a時，R1、R2并聯，電熱水器處于高溫擋，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，高溫擋的電功率

(3)把2kg、20℃的水加熱到100℃，需要吸收的熱量

則加熱水所消耗的電能為

需要用高溫擋的加熱時間

答：(1)電阻R2的阻值為242Ω；

(2)電火鍋處于高溫擋時的電功率為1000W；

(3)用電火鍋的高溫檔把2kg、20℃的水加熱到100℃，需加熱的時間800s。