Question

14．生活处处有物理，小明对家中的电饭煲进行研究．他关闭了家里其它用电器，只让电饭煲工作，观察了电能表（上面标有“3000R/kW•h”），请你帮助小明解决下列问题．
（1）电饭锅在加热状态时，开关S应与触点2（选填“1”或“2”）连接；已知R₀：R=1：3，电饭锅分别工作在加热、保温状态，相等时间内产生的热量之比为：4：1（R₀、R都为加热丝）；
（2）他发现正常加热了6min电饭锅就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则该电饭锅的加热功率是1000W．

Answer 1

分析 （1）电路电压一定，由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知电路电阻越大，电路功率越小，电路电阻越小电路功率越大．
电饭锅分别工作在加热、保温状态，由于电源电压不变，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出比值；
（2）根据电能表转过的圈数求出电饭煲消耗的电能，然后由功率公式求出加热功率．

解答 解：（1）由电路图可知，开关与触点2连接时，电阻R被短路，只有电热丝R₀接入电路，此时电路电阻最小，电路电功率最大，电饭煲处于加热状态．
电饭锅分别工作在加热状态，Q_加热=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$t，保温状态R₀、R串联，则Q_保温=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}+R}$t，
所以Q_加热：Q_保温═$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$t：$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}+R}$t=（R₀+R）：R₀=（1+3）：1=4：1；
（2）电能表转盘转了300转消耗的电能：W=$\frac{300R}{3000R/kW•h}$kW•h=0.1kW•h；
电饭锅的加热功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.1kW•h}{6×\frac{1}{60}h}$=1kW=1000W．
故答案为：（1）2；4：1；（2）1000．

点评 本题考查了电路分析、电功率的计算等问题，是一道综合题，分析清楚电路结构、熟练应用电功与电功率公式即可正确解题．