Question

14．CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R₀为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．
求：（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？
（2）电热丝R₀的阻值多大？
（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R₀产生的热量为多少？

Answer 1

分析 （1）电饭煲在高温烧煮挡时，电路电阻最小，开关S与触点2连接时，电阻R被短路，电路电阻最小，功率最大．
（2）已知额定电压与加热时的功率，由电功率的变形公式可以求出电阻阻值．
（3）由P=UI计算正常焖饭、保温时电路中的电流，由Q=I²Rt计算焖饭、保温10min电热丝R₀产生的热量．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在电压U一定时，电阻R越小，电功率越大，由电路图可知，
S应接1触点时，两电阻串联，电路电阻最大，此时电饭煲功率最小，电饭煲为焖饭、保温档；
S应接2触点时，只有R₀接入电路中，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温烧煮档．
（2）由题意高温烧煮时功率为1100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高温}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）由题知，焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W，
由P=UI可得此时电路中电流：
I=$\frac{{P}_{保温}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A，
电饭煲为焖饭、保温档时，R与R₀两电阻串联，
由串联电路中电流特点和Q=I²Rt可得，焖饭、保温10min电热丝R₀产生的热量：
Q₀=I²R₀t=（0.1A）²×44Ω×10×60s=264J．
答：（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与2触点连接；
（2）电热丝R₀的阻值为44Ω；
（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流为0.1A；焖饭、保温10min，电热丝R₀产生的热量为264J．

点评 本题考查了能量的转化和电功率公式、焦耳定律的灵活应用，是一道即为简单的电功和热量的综合计算．