题目内容

20．某电饭锅内部电路如图所示．R1是加热电阻，阻值为48.4Ω，R2是限流电阻，阻值是484Ω．煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，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．问：
（1）若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗？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
为什么？
（2）在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S1的自动断电功能不起作用，这又是为什么？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．
（3）在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？

分析 （1）根据开关S2的工作特点分析答题．
（2）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．
（3）由题知，S1闭合时为加热状态，自动温控开关S2断开为保温状态，分析电路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分别计算两种情况下的电功率之比．

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，所以如果不闭合开关S1，则电饭锅能达到的最大温度是80℃，不能把饭煮熟．
（2）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．
（3）由题知，S1闭合时为加热状态，此时只有加热电阻R1连入电路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得此时的电功率：
P加热=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$，
当自动温控开关S2断开为保温状态，加热电阻R1与限流电阻R2串联，此时电饭锅消耗功率：
P保温=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$．
所以：$\frac{{P}_{加热}}{{P}_{保温}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{48.4Ω+484Ω}{48.4Ω}$=$\frac{11}{1}$．
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）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．
（3）加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比为11：1．

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．

练习册系列答案
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