Question

小華在A國留學(xué)．回國時從A國帶回了一個電飯鍋，使用時小華發(fā)現(xiàn)一旦接通電飯鍋的電源開關(guān)，短時間便會聞到焦糊氣味．為了查明原因，小華查看了電飯鍋銘牌，發(fā)現(xiàn)其上標(biāo)有“110V  600W”，她恍然大悟．試計算以下問題．
（1）該電飯鍋正常工作20min可將體積為1.5L，溫度為20℃的水加熱到100℃，則在此過程中該電飯鍋的效率為多大？
（2）為了能讓其在我國家庭電路中正常工作，應(yīng)采取怎樣的措施？畫出電路圖并計算說明．（電飯鍋的元件符號用表示）．

Answer 1

分析：（1）已知電飯鍋的額定功率和工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能，根據(jù)公式Q=cm△t可求水吸收的熱量，水吸收的熱量與消耗電能的比值就是在此過程中該電飯鍋的效率．
（2）此時電飯鍋的額定電壓為110V，我國家庭電路中工作電壓為220V，要想使兩端的電壓減小，就必須串聯(lián)電阻分壓，根據(jù)相應(yīng)公式進一步求出串聯(lián)的電阻的大�。�

解答：解：（1）電飯鍋消耗的電能W=Pt=600W×20×60s=720000J，
水吸收的熱量Q=cm（t-t₀）=cρV（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1000kg/m³×1.5×10^-3m³×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J，
所以在此過程中該電飯鍋的效率為η=

Q

W

=

5.04×105J

720000J

=70%．
答：在此過程中該電飯鍋的效率為70%．
（2）串聯(lián)電阻后，電流相等，分擔(dān)一半的電壓，所以兩端的電壓也相等，根據(jù)公式R=

U

I

可知，串聯(lián)的電阻等于電飯鍋的電阻，R=

U 2 L

PL

=

(110V)2

600W

≈21.7Ω，
所以串聯(lián)一個21.7Ω的電阻即可，電飯鍋與電阻串聯(lián)，電路圖如圖：

點評：本題考查消耗電能、吸收熱量、效率、電阻等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是求電飯鍋的效率和根據(jù)題意畫電路圖．