题目内容

7.如图是一种电饭锅的电路原理图,当锅内温度达到煮饭设定时温度时,温控开关S启动,由煮饭转入保温,该锅的部分参数如表,其中保温功率模糊不清,但知道其功率小于煮饭时的$\frac{1}{4}$.
(1)R1的阻值是多少?
(2)通过计算分析R1与R2的阻值哪个较大?
 型号 YJ408G
额定功率 煮饭 880W
保温
额定电压220V
容量4L
质量3.8kg
加热方式 底盘加热
(3)保温时,电能的利用效率是多少?(用R1与R2表示)

分析 (1)由电路图可知,开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于煮饭状态,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R1的阻值;
(2)当保温功率等于煮饭时的$\frac{1}{4}$,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出保温的总电阻,利用电阻的串联求出此时R2的阻值,而保温功率小于煮饭时的$\frac{1}{4}$,R2的阻值会更大,据此判断R1与R2的阻值关系;
(3)由表格可知,电饭锅的加热方式为底盘加热,保温时,R1的功率为有用功做功功率,电路的总功率为总功的做功功率,根据P=I2R表示出保温时R1的电功率和总功率的比值即为电能的利用效率.

解答 解:(1)由电路图可知,开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于煮饭状态,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,R1的阻值:
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{煮饭}}$=$\frac{(220V)^{2}}{880W}$=55Ω;
(2)当保温功率等于煮饭时的$\frac{1}{4}$,即P保温=$\frac{1}{4}$P煮饭=$\frac{1}{4}$×880W=220W,
电路中的总电阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{(220V)^{2}}{220W}$=220Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值:R2=R-R1=220Ω-55Ω=165Ω,
因保温功率小于煮饭时的$\frac{1}{4}$,总电阻比220Ω还要大,则R2的阻值比165Ω还要大,
所以,R2>R1;
(3)由表格可知,电饭锅的加热方式为底盘加热;
保温时,R1的功率为有用功率,保温功率为总功率,
由P=I2R可得,保温时电能的利用效率:
η=$\frac{{P}_{1}}{{P}_{保温}}$×100%=$\frac{{I}^{2}{R}_{1}}{{I}^{2}{R}_{1}+{I}^{2}{R}_{2}}$×100%=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$×100%.
答:(1)R1的阻值是55Ω;
(2)R2的阻值大于R1的阻值;
(3)保温时,电能的利用效率是$\frac{{R}_{1}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$×100%.

点评 本题考查了串联电路的特点和电功率公式、效率公式的应用,明白电能的利用效率是解题的关键.

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