Question

【题目】下图甲是某型号的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为44Ω；R2是限流电阻，阻值为456Ω。煮饭时，接通电源（220V），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。求：

（1）电饭锅在加热状态下工作电流是多少?

（2）在保温状态下（温度高于70℃），电饭锅消耗的电功率是多少?

（3）若在一个标准大气压下将温度为45℃，质量为2.0kg的水烧开需要多长时间?(无热量散失)

Answer 1

【答案】（1）5A （2）96.8w （3）420s

【解析】（1）闭合手动开关S1，电路中只有R1，电饭锅处在加热状态，由欧姆定律知：I=U/R1=220V/44Ω=5A；

（2）保温时，R1 与R2 串联，则保温时电饭锅消耗的电功率：

P=U2/R1+R2=(220V)2/456Ω+44Ω≈96.8W

（3）将水加热到沸腾时水吸收的热量：

Q吸 =cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×2.0kg×（100℃-45℃）=4.62×105 J，

根据Q=W=Pt=U2/Rt得：t=Q吸R1/（U2）=4.62×105×48.4ΩJ/(220V)2 =462s