题目内容
6．
如图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，其中温控器的作用是每当汤水沸腾后能自动断电一段时间，等锅内汤水温降低到一定温度后又能自动接通电路，继续对汤水加热．当电热锅处于保温状态时，由于发热电阻功率较小，不论通电多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，电热锅的部分参数如表所示．| 容积 | 4.5L |
| 额定电压 | 220V |
| 保温功率 | 80W |
| 加热功率 | 500W |
（2）该电热锅处于高温档正常工作时，使4.5kg的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的加热效率为多少？[C水=4.2×103J/（kg•℃）]．
分析 （1）电饭锅使用三脚插头，E导线和电饭锅的金属外壳相连，插入插座时，与大地连接，当用电器漏电时，人接触用电器，人被接地导线短路，即使接触了漏电的用电器也不会发生触电事故；
由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电压不变的条件下，电阻越大，电功率越小，电功率小的时候处于保温状态，据此判断哪一个为保温档；
（2）电热锅处于高温档正常工作（加热）时，知道加热功率和加热时间，利用W=Pt求消耗的电能（总能量）；又知道水的质量、水温度的升高值，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；再利用效率公式求电热锅的效率．
解答 解：（1）E导线和电饭锅的金属外壳相连，插入插座时，与大地连接；
由图提供的信息知道R1＞R2，根据电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当U不变时，电阻越小，功率越大，
所以，当开关连接触点3时，消耗的电功率最小，处于保温状态；
（2）加热功率P=500W，工作42min消耗电能：
W电=Pt=500W×42×60s=1.26×106J，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t
=4.2×103J/（kg•℃）×4.5kg×54℃
=1.0206×106J，
电热锅的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.0206{×10}^{6}J}{1.26{×10}^{6}J}$×100%=81%．
答：（1）大地；3；
（2）电热锅的效率为81%．
点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，加强安全意识，注意计算时的单位换算要正确．
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