Question

1．如图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是在标准气压下每当水沸腾后能自动断电一段时间．电热锅的部分参数如表所示（已知R₁＞R₂）．

容积	4.5L
额定电压	220V
保温功率	88W
加热功率	500W

（1）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，则原理图中的切换开关连接触点“3”时为保温档．
（2）求电路正常工作时R₂的阻值．
（3）该电热锅处于高温档正常工作时，使4L，25℃的水由烧开，用了50min，那么电热锅的消耗的电能为多少？

Answer 1

分析 （1）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）由于R₂为加热电阻，已知加热功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出R₂的阻值．
（3）电热锅处于高温档正常工作（高温加热）时，知道加热功率和加热时间，利用W=Pt求消耗的电能．

解答 解：（1）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，电阻越大，功率越小，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）由于R₂为加热电阻，已知加热功率P_加=500W，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{500W}$=96.8Ω；
（3）高温档工作50min消耗的电能：
W_电=P_加t=500W×50×60s=1.5×10⁶J．
答：（1）3；
（2）电路正常工作时R₂的阻值为96.8Ω．
（3）电热锅的消耗的电能为1.5×10⁶J．

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．