Question

11．如圖甲為某款雙控溫多功能家用涮烤兩用分體電火鍋，該鍋可實現(xiàn)火鍋、燒烤同時進行，也可以分開控制，其部分簡化電路圖如圖乙所示，開關(guān)S₁控制中央?yún)^(qū)域的湯鍋，S₂可控制左右兩側(cè)的燒烤盤，R₁為電熱絲，R₀為低溫電阻（在加熱板外側(cè)），該電火鍋部分參數(shù)如下表所示，問：

額定電壓	220V	頻率	50Hz
額定功率
燒烤盤		湯鍋
左盤	右盤	加熱	保溫
968W	484W	1100W	275W

（1）當開關(guān)S₁接通，湯鍋處于加熱狀態(tài)時，“溫控開關(guān)”應閉合（選填“斷開”或“閉合”）；在實際使用時發(fā)現(xiàn)，左右兩側(cè)的燒烤盤既可以同時使用，也可各自獨立使用，則左右兩燒烤盤電熱絲的連接方式應為并聯(lián)．
（2）當湯鍋處于正常加熱狀態(tài)，將鍋中2.0kg水由20℃加熱到100℃，用時14min，該電熱絲加熱狀態(tài)時的效率為多大？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）電能表上有“220V 20（30）A”字樣，在使用該電火鍋的同時，家庭電路中還可接入的用電器總電流為多大？

Answer 1

分析 （1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電功率公式分析答題；根據(jù)左右兩側(cè)電熱煎烤盤既可以同時使用，也可各自獨立使用，分析連接方式．
（2）利用Q=cm△t可求得水吸收的熱量，利用W=Pt可求得消耗的電能，利用η=$\frac{Q}{W}$可求得該電熱絲加熱狀態(tài)時的效率．
（3）根據(jù)P=UI可求得總功率，然后可知還可接入的用電器總功率，在利用P=UI求得總電流．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，當開關(guān)S₁接通，若溫控開關(guān)斷開時兩電阻串聯(lián)，此時電路電阻較大，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路電功率較小，因此分析圖乙可知，當開關(guān)S₁接通，湯鍋處于加熱狀態(tài)時，“溫控開關(guān)”應閉合狀態(tài)；
因為左右兩側(cè)電熱煎烤盤既可以同時使用，也可各自獨立使用，互不影響，所以左右兩燒烤盤電熱絲的連接方式應為并聯(lián)；
（2）水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.0kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能W=Pt=1100W×14×60s=0.25×3.6×10⁶J=9.24×10⁵J，
電磁爐的效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{9.24×1{0}^{5}J}$×100%≈72.7%．
（3）由電能表上有“220V 20（30）A”字樣，可知，電能表允許接入用電器的最大總功率P=UI=220V×30A=6600W，已知火鍋功率P₁=968W+484W+1100W+275W=2827W，
則還可以接入的用電器的功率P₂=P-P₁=6600W-2827W=3773W，
由P=UI可得，還可接入的用電器總電流I₂=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{3773W}{220V}$=17.15A．
答：（1）閉合；并聯(lián)；（2）該電熱絲加熱狀態(tài)時的效率為72.7%；（3）家庭電路中還可接入的用電器總電流為17.15A．

點評 本題考查了電功率公式、吸熱公式、電功公式、效率公式的綜合應用，關(guān)鍵是湯鍋所處狀態(tài)的判斷．