Question

13．如图是电饭锅的实物图，图（甲）是它的内部电路图，图（乙）是电路简图它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡，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（饭已煮熟），按钮会自动弹起．

（1）对照观察图（甲）和（乙），温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是串联关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮．“烧煮电路部分”的电压为220V，“保温电路部分”将不工作（选填“工作”或“不工作”）；
（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W．求：“烧煮电路部分”的电阻R₁．
（3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W．求：①电路中的电流；②“保温电路部分”的电阻R₂
（4）已知，只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光．请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮．

Answer 1

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）开关按下时，R₂短路，电路为R₁的简单电路，根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出电阻R₁的阻值；
（3）当温控开关按钮弹起时，R₁与R₂串联，根据I=$\frac{P}{U}$求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，再根据电阻的串联求出R₂的阻值；
（4）分别求出此时两灯泡两端的实际电压，然后根据实际电压与额定电压的关系进行分析，即当灯泡两端的实际电压远远小于额定电压时，灯泡就不会发光．

解答 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；
（2）开关按下时，R₂短路，电阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω．
（2）开关弹起后，R₁与R₂串联，
①电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
②由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{0.2A}$=1100Ω，
R₂=R-R₁=1100Ω-44Ω=1056Ω．
（3）当温控开关按钮弹起时
U₁=IR₁=0.2A×44Ω=8.8V，远远小于220V；
U₂=U-U₁=220V-8.8V=211.2V，与220V比较接近；
保温电路两端的指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大，所以黄灯会发光；烧煮电路两端的指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差很大，所以红灯会熄灭．
故答案为：（1）串联；220；不工作；
（2）“烧煮电路部分”的电阻R₁为44Ω；
（3）①电路中的电流为0.2A；②“保温电路部分”的电阻R₂为1056Ω．
（4）U₁=8.8V，U₂=211.2V  保温电路两端的指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大，所以黄灯会发光；烧煮电路两端的指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差很大，所以红灯会熄灭．

点评 本题考查了串联电阻的关系和欧姆定律、电功率的计算，关键是开关闭合前后电路的动态分析，知识点多，易错，属于难题．