Question

【題目】養生壺采用高科技溫控和過熱保護系統，免看管，全自動保溫。如圖甲所示是小夢家的養生壺，它有高擋、低擋、保溫三個功能，下表是其部分參數，圖丙是它的高擋和低擋的工作電路圖，其中R1、R2為定值電阻，R1=33Ω。

（1）求該養生壺低擋時的電功率是多少？

（2）小夢某次煲湯時，先用高擋加熱總質量為2kg的水和大米混合物，使溫度從20℃上升到100℃，然后換低擋加熱，最后保溫，圖丁是工作信息圖像。求該養生壺用髙擋加熱的效率是多少？[水和大米混合物的比熱容c = 4．2×103J/（kg·℃）]

Answer 1

【答案】見解析。

【解析】

試題分析: （1）當開關S、S1閉合時，R1被短路，R2單獨工作，處于髙擋工作狀態，由圖乙知此時的功率為P高=550W，

R2的電阻為：由公式P=UI和I=U/R得P=U2/R

∴R2=U2/ P高=（220V）2/550W=88Ω 1分

當開關S閉合，S1斷開時，R1和 R2串聯，處于低擋工作狀態，此時電路的總電阻為：

R= R1 +R2=33Ω+88Ω=121Ω ……1分

該養生壺低擋時的電功率是：P低=U2/R=（220V）2/121W=400W …… 1分

（2）水和大米的混合物吸收的熱量為：

Q吸=cmΔt=4．2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃）=6．72×105J 1分

該養生壺用髙擋加熱消耗的電能為：

由P=W/t得：W = P t=550 W×25×60s=8．25×105J

該養生壺用髙擋加熱的效率：

η= Q吸/ W×100% =6．72×105J/8．25×105J×100%=81．5%。 1分

考點: 電功與熱量的綜合計算。