Question

11．如圖所示是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是每當(dāng)水沸騰后能自動(dòng)斷電一段時(shí)間，電熱鍋的部分參數(shù)如下表所示．
（1）調(diào)節(jié)切換開關(guān)可以使電熱鍋處于“關(guān)、高溫、自動(dòng)、保溫”四種工作狀態(tài)，則原理圖中的切換開關(guān)連接觸點(diǎn)“3”時(shí)為保溫?fù)酰?br />（2）該電熱鍋處于高溫檔正常工作時(shí)，使3L的水溫度升高75℃需要42min，電熱鍋的效率為75%．

容積	4.5L
額定電壓	220V
保溫功率	80W
加熱功率	500W

Answer 1

分析 （1）由電功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓不變的條件下，電阻越大，電功率越小，電功率小的時(shí)候處于保溫狀態(tài)，據(jù)此判斷哪一個(gè)為保溫檔；
（2）知道水的體積，根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和溫度升高的值，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量，電熱鍋處于高溫檔正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電熱鍋的效率．

解答 解：（1）由圖提供的信息知道R₁＞R₂，根據(jù)電功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當(dāng)U不變時(shí)，電阻越小，功率越大，
故當(dāng)開關(guān)連接觸點(diǎn)3時(shí)，消耗的電功率最小，處于保溫保溫狀態(tài)；
（2）水的體積：
V=3L=3×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×75℃=9.45×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能：
W=Pt=500W×42×60s=1.26×10⁶J，
電熱鍋的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{9.45×1{0}^{5}J}{1.26×1{0}^{6}J}$×100%=75%．
故答案為：（1）3；（2）75%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，注意計(jì)算時(shí)的單位換算要正確．