Question

【題目】幾千年來中國(guó)的廚藝最講究的就是“火候”二字．現(xiàn)在市場(chǎng)上流行如圖1所示的新型電飯鍋，采用“聰明火”技術(shù)，電腦智能控溫、控壓，智能化控制食物在不同時(shí)間段的溫度，以得到最佳的口感和營(yíng)養(yǎng)，其簡(jiǎn)化電路如圖2甲所示．R1和R2均為電熱絲，S是自動(dòng)控制開關(guān)．把電飯鍋接入220V的電路中，用電飯鍋的“聰明火”煮米飯，電飯鍋工作時(shí)的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖2乙所示．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（1）當(dāng)S閉合時(shí)，電飯鍋處于（選填“高溫”“低溫”）擋，求電熱絲R2的阻值；
（2）這30min內(nèi)電飯鍋消耗的電能為多少J？合多少kWh？
（3）這個(gè)電飯鍋在0～15min內(nèi)把質(zhì)量為1.1kg的米飯由20℃加熱到100℃，求電飯鍋在這段時(shí)間內(nèi)加熱的效率．[c米飯=4.2×103J/（kg℃）]．

Answer 1

【答案】
（1）高溫
（2）解：高溫檔功率Pmax=UImax=220V×3A=660W；

開關(guān)S斷開時(shí)，R1與R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最大，電路中的電流最小，

由圖丙可知，電路中的電流I′=2A，

低溫檔功率P1=UI1=220V×2A=440W；

由乙圖可知，高溫檔工作時(shí)間：t′=10min+（20min﹣15min）=900s，

低溫檔工作時(shí)間t″=（15min﹣10min）+（30min﹣20min）=15min=900s，

則高溫檔耗電：W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J，

低溫檔耗電：W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J，

故15min內(nèi)電飯鍋消耗的電能為W總=W′+W″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J=0.275kWh

（3）解：同（2），這個(gè)電飯鍋在0～15min內(nèi)耗電能：

W=Pmaxt1+P1t2=660×600s+440W×300s=5.28×105J，

1.1kg的米飯由20℃加熱到100℃吸收的熱量為：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1.1kg×（100℃﹣20℃）=3.696×105J，

電飯鍋的加熱效率為：η= ×100%= ×100%=70%

【解析】解：（1）開關(guān)S斷開時(shí)，R1與R2串聯(lián)； 當(dāng)S閉合時(shí)，電阻R1短路，電路中只有R2 ， 因串聯(lián)電阻大于其中任一電阻，
根據(jù)歐姆定律，當(dāng)S閉合時(shí)，電流大，根據(jù)P=UI，電功率大，為高溫檔；
高溫檔時(shí)電流大，由乙圖可知，此時(shí)電流值Imax=3A，
根據(jù)歐姆定律：R2= ≈73.3Ω；