Question

如图甲是电饭锅，内胆为铝质材料，内部电路如图乙，R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源，闭合手动开关S₁，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．S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度下降到80℃时会自动断开，电饭锅处在保温状态．（已知水的比热容为4.2×10³J/（kg．℃）

（1）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？
（2）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？
（3）当电饭锅处在加热状态时，家里的电能表增加了的电流有多大？为保证用电安全，请你说出一条在家中使用电器的注意事项．

Answer 1

【答案】分析：（1）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=可求在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比．
（2）根据公式W=t可求电饭锅烧水时消耗的电能，水吸收的热量根据公式Q=cm△t可求，吸收的热量与消耗电能的比值就是电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率．
（3）直接根据I=即可求出电能表增加的电流；为了安全起见，大功率用电器不要同时使用．
解答：解：（1）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比====．
（2）16min40s=1000s；
水吸收的热量：Q=cm（t-t）=4.2×10³J/（kg．℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
电饭锅消耗的电能：W=t=×1000s=10⁶J，
电能转化为内能的效率：η=×100%=×100%=84%．
（3）当电饭锅处在加热状态时，家里的电能表增加的电流：I==≈4.55A；
为保证用电安全，大功率用电器不要同时使用．
答：（1）电饭锅消耗的电功率之比为1：11；
（2）电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是84%；
（3）当电饭锅处在加热状态时，家里的电能表增加了的电流有4.55A； 为保证用电安全，大功率用电器不要同时使用．
点评：本题考查电功率、吸收热量、消耗电能等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中还要注意单位的换算．