题目内容

1.如图所示,是家用保温式电饭锅的电路原理图,S是手动、温控一体开关,必须用外力按下才能闭合,但当锅底温度达到大约103℃以上时,会自动弹起断开进入保温状态.已知R2=495Ω,电饭锅的额定加热功率为880W.
(1)请计算说明为什不按下开关S,电饭锅就不能煮熟饭?
(2)当电饭锅处于正常加热状态时,电路中的电流是多大?
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?

分析 (1)开关S断开时,电阻R2与R1串联;开关S1闭合,R2短路,电路中只有R1工作,两种情况下的总功率用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析;
(2)已知电饭锅正常加热状态的额定电压和额定功率,利用I=$\frac{P}{U}$求电流;
(3)根据欧姆定律求出电阻R1,已知保温状态下两个电阻串联,根据电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出保温功率.

解答 解:(1)开关S断开时,电阻R1和R2串联,电路消耗的总功率为P串=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$,
开关S闭合,R2短路,电路中只有R1工作,电路消耗的功率为P1=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$,
则P1>P串,即只有R1工作时为加热状态,
所以如果不按下开关S,电饭锅处于保温状态,不能煮熟饭;
(2)由P=UI可得,正常加热状态时电路中的电流:
I=$\frac{{P}_{加热}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A;
(3)由I=$\frac{U}{R}$可得,R1的电阻:
R1=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{4A}$=55Ω,
保温状态下,R1与R2串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电饭锅的保温功率:
P保温=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{(220V)^{2}}{55Ω+495Ω}$=88W.
答:(1)通过上面的计算可知,不按下开关S,电饭锅就不能煮熟饭;
(2)当电饭锅处于正常加热状态时,电路中的电流是4A;
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是88W.

点评 本题取材于我们常见的电饭锅,考查了电功率公式和欧姆定律的有关知识,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.

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