Question

13．学习了电学知识后，本着学以致用的思想，小明同学对家中具有保温功能的电饭锅进行了研究，该电饭锅的铭牌上部分参数如下表所示，电路原理图如图所示．

额定电压	220V
加热功率	1100W
保温功率	44W
最大容积	3L

（1）开关S闭合时，电饭锅是处于加热还是保温状态？说明理由．
（2）电饭锅正常加热时，电路中的电流是多大？
（3）如果电饭锅中盛有2L温度为20℃的水，至少需要加热多长时间才能把水烧开？

Answer 1

分析 （1）分析电路结构，根据电路结构及电功率公式分析答题．
（2）由电功率公式的变形公式求出电路电流．
（3）由电功率公式求出热水器的实际功率，由热量公式求出水所吸收的热量，最后由功率公式的变形公式求出加热时间．

解答 解：（1）是加热状态．因为开关S闭合时，只有电阻R₁工作，电路的总电阻变小．根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时P较大，应是加热功率．
（2）电饭锅正常加热时，电路功率P_加热=1100W，工作电流：
I=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（3）水吸收的热量：
Q_水=cm（t-t₀）=ρVc（t-t₀）=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³×4.2×10³J/（kg•℃）×（100℃-20℃），
Q_电=Pt=1100W×t，
依题意得：Q_水=Q_电，
1.0×l0³kg/m³×2×10^-3m³×4.2×10³J/（kg•℃）×（100℃-20℃）=1100W•t，
解得：t≈611s
答：（1）开关S闭合时，电饭锅是处于加热状态；
（2）电饭锅正常加热时，电路中的电流是5A；
（3）如果电饭锅中盛有2L温度为20℃的水，至少需要加热611s才能把水烧开．

点评 本题考查学生对实际用电器电功率的分析以及运用电功率公式结合欧姆定律计算相关物理量的能力．