Question

3．某一电饭锅，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，阻值为484Ω．煮饭时，闭合手动开关S_l，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？
（2）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？

Answer 1

分析 （1）由电路的特点及S₂的特点可以分析；
（2）电饭锅处在加热状态时，电阻R₁工作，当处于保温状态时，两电阻串联，一起工作，根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比．

解答 解：（1）如果只闭合S₂，不闭合S₁，电饭锅加热到80℃时，S₂自动断开，R₁、R₂串联，电路处于保温状态．即：电饭锅只能达到80℃，所以不能煮熟饭；
（2）电饭锅处在加热状态时，电阻R₁工作，当处于保温状态时，两电阻串联，一起工作，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比为：
$\frac{{P}_{加热}}{{P}_{保温}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{48.4Ω+484Ω}{48.4Ω}$=$\frac{11}{1}$．
答：（1）若接通电源后没有闭合开关S₁，电饭锅不能将饭煮熟；
（2）在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是11：1．

点评 本题取材于我们常见的电饭锅，考查有关电路的知识，可以激发同学们对物理的学习兴趣了，同时能了解更多的生活常识．