Question

11．某型號的電飯鍋內(nèi)部電路如圖所示，R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值是484Ω，煮飯時接通電源，閉合手動開關(guān)S₁，電飯鍋電飯鍋處于加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)實(shí)物溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S₁自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合；S₂是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時會自動斷開，溫度低于70℃時會自動閉合．請回答下列問題：
①接通電源后沒有閉合手動開關(guān)S₁，那么電飯鍋能否將飯煮熟？為什么？
②在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下若用這種電飯鍋燒水，則開關(guān)S₁的自動斷電功能不起作用，這是為什么？
③求這種電飯鍋的保溫和加熱兩種情況下消耗的電功率之比是多少？
④當(dāng)電飯鍋處于加熱狀態(tài)時，家里的電能表增加的電流有多少？

Answer 1

分析 （1）由電路的特點(diǎn)及S₂的特點(diǎn)利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以分析；
（2）由水的沸點(diǎn)可知燒水時鍋的溫度，由開關(guān)特點(diǎn)可判斷；
（3）電飯鍋處在加熱狀態(tài)時，電阻R₁工作，當(dāng)處于保溫狀態(tài)時，兩電阻串聯(lián)，一起工作，根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比．
（4）當(dāng)電飯鍋處于加熱狀態(tài)時，只有加熱電阻R₁工作，根據(jù)歐姆定律即可求增加的電流．

解答 解：（1）若不閉合S₁，當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到80℃時，S₂自動斷開，電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)．
（2）在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，達(dá)不到103℃，所以S₁不會自動斷開．
（3）在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比為：
$\frac{{P}_{保溫}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{48.4Ω}{48.4Ω+484Ω}$=$\frac{1}{11}$；
（4）當(dāng)電飯鍋處于加熱狀態(tài)時，只有加熱電阻R₁工作，則增加的電流I=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{48.4Ω}$≈4.55A．
答：①不能，因?yàn)楫?dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到80℃，S₂自動斷開，電飯鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)；
②在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，達(dá)不到103℃，所以S₁不會自動斷開；
③求這種電飯鍋的保溫和加熱兩種情況下消耗的電功率之比是1：11；
④當(dāng)電飯鍋處于加熱狀態(tài)時，家里的電能表增加的電流有4.55A．

點(diǎn)評 本題取材于我們常見的電飯鍋，考查有關(guān)電路的知識、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，可以激發(fā)同學(xué)們對物理的學(xué)習(xí)興趣，同時能了解更多的生活常識．