Question

13．如图为某电饭锅的内部电路，R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源（220V　 50Hz），闭合手动开关S₁，电饭锅处于加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S₁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•℃），电饭锅在一个标准大气压下工作，请回答：
（1）小明将室温下的水和米放入该电饭锅中，接通电源后忘了闭合手动开关，请问电饭锅会对锅内的水和米加热吗？为什么？
（2）若将质量为2.5kg、20℃的水烧开需要1000s，求电饭锅正常工作时的加热效率．
（3）用电饭锅烧水时，小明发现水沸腾了，但手动开关S₁却没有自动断开，于是小明认为电饭锅出故障了，小明的观点对吗？请说明理由．

Answer 1

分析 （1）根据开关S₂的工作特点分析答题．
（2）由电功的变形公式求出电饭锅消耗的电能，由热量公式求出水吸收的热量，然后由效率公式求出电饭锅的效率．
（3）根据一个标准电压下水的沸点及开关S₁的工作特点分析答题．

解答 解：（1）由题意知，当温度达到80℃时，开关S₂会自动断开，温度低于70℃时，S₂会自动闭合；
由此可知：如果不闭合手动开关S₁，则电饭锅会对锅内的水和米加热，但能达到的最高温度是80℃，不能把饭煮熟．
（2）电饭锅消耗的电能：W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（{220V）}^{2}}{48.4Ω}$×1000s=1×10⁶J，
水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
加热效率：η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{1×1{0}^{6}J}$×100%=84%；
（3）不对；因为在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，用该电饭锅烧水，锅内水的最高温度为100℃，锅内温度达不到103℃，所以开关S₁不能自动断开，故开关S₁不能起作用．
答：（1）不能，因为当锅内温度达到80℃时，S₂自动断开，电饭锅进入保温状态．
（2）电饭锅正常工作时的加热效率为84%．
（3）不对；因为在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，达不到103℃，所以S₁不会自动断开．

点评 本题考查了电饭锅开关的作用、串电路的特点、电功率公式的灵活运用，关键是知道一个标准电压下水的沸点是100℃以及“当锅内食物温度达到103℃时，开关S₁会自动断开”这一条件的具体应用．