Question

【题目】火锅是人们比较喜欢的一种饮食，如图所示，这是小明家使用的一款电火锅工作电路的简化原理图，它有高、中、低三个加热挡位，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）。已知R1=60.5Ω，电火锅处于低温挡时的功率为160W，电源电压为220V。［水的比热容为4.2×103J/（kg℃）］求：

(1)电阻R2的阻值。

(2)电火锅处于高温挡时的电功率。

(3)若加热电阻所产生热量的84%被水吸收，用该电火锅的高温档把2kg、20℃的水加热到100℃，需加热的时间。

Answer 1

【答案】(1)242Ω；(2)1000W；(3)800s

【解析】

(1)由图可知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路总电阻最大，电源电压U一定，由可知，此时总功率最小，电热水器处于低温挡；同理可知，当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，总电阻最小，总功率最大，电热水器处于高温挡，所以，当S1闭合，S2接b时，只有R1连入电路，此时电热水器处于中温挡。

电火锅处于低温挡时的功率为160W，低温挡时电路的总电阻

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的电阻值为

(2)当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电热水器处于高温挡，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，高温挡的电功率

(3)把2kg、20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量

则加热水所消耗的电能为

需要用高温挡的加热时间

答：(1)电阻R2的阻值为242Ω；

(2)电火锅处于高温挡时的电功率为1000W；

(3)用电火锅的高温档把2kg、20℃的水加热到100℃，需加热的时间800s。