Question

小波的妈妈新买了一个电饭锅，如图甲所示，图乙是它的电路原理图，它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两档，由温控开关自动控制．煮饭时先要按下温控开关按钮，到达设定温度（饭熟），按钮会自动弹起．
（1）对照两图，温控开关未按下时，“烧煮”和“保温”两部分电路是________（选填“串联”或“并联”）关系；按下温控开关按钮，“烧煮部分电路”电压为________V，“保温电路部分”将________（选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来________（选填“大”或“小”）
（2）小波看到电饭锅的铭牌如表所示，求电饭锅在额定功率下加热15min所消耗的电能．

额定容量5L 额定电压220V 额定频率50HZ 额定功率1100W

（3）当饭煮熟，若电饭锅进入保温过程时电路的总功率为44W．求保温部分电路的电阻R₂．

Answer 1

解：
（1）温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”顺次连接，因此它们是串联关系；
因为家庭电路的电压为220V，所以按下温控开关按钮，“烧煮电路部分”的电压为220V；
当“烧煮电路部分工作”时，“保温电路部分”被短路，因此保温电路不工作；
当温控开关按钮弹起时，R₁与R₂串联，电路中的总电阻增大，由欧姆定律可得：电路中的电流比原来小．
（2）电饭锅加热过程消耗的电能为W=Pt=1.1kW×0.25h=0.275kW?h；
（3）当温控开关按钮按下时，电饭锅处于加热状态，已知此时的功率为P₁=1100W
所以电阻R₁的阻值为R₁===44Ω
当温控开关按钮弹起时，R₁与R₂串联
∵P=UI
∴保温时电路电流为I′===0.2A；
∵I=
∴保温状态电路总电阻为R_总===1100Ω，
R₂=R_总-R₁=1100Ω-44Ω=1056Ω；
答：
（1）串联，220，不工作，小；
（2）电饭锅消耗的电能为0.275kW?h；
（3）“保温电路部分”的电阻R₂为1056Ω．
分析：（1）根据串并联电路的特点进行识别；家庭电路的工作电压为220V，根据电路的状态确定保温电路是否工作；根据电路中电阻的变化进行分析电路中电流的变化；
（2）已知电饭锅加热状态的额定功率和加热时间，利用公式W=Pt得出消耗的电能；
（3）当温控开关按钮弹起时，R₁与R₂串联，直接利用I=即可求出电路中的电流；然后根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和求出R₂的阻值．
点评：本题考查了欧姆定律、电功率的计算、串联电阻的关系，涉及到有关开关开闭的动态分析，知识点多，易错，属于综合题．