如圖甲是內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料的家用電飯鍋，內(nèi)部電路如圖乙所示，R1是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R2是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，接通電源（220V50Hz），閉合手動開關(guān)S1，電飯鍋處在加熱狀態(tài)

如圖甲是內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料的家用電飯鍋，內(nèi)部電路如圖乙所示，R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，接通電源（220V50Hz），閉合手動開關(guān)S₁，電飯鍋處在加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S₁會自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合，（已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg．℃）；查表可知鋁的熔點為660℃）
請解答下列問題：

（1）如果接通電源后沒有放入食物就閉合開關(guān)S₁，電飯鍋的內(nèi)膽是否會熔化？為什么？______．
（2）在保溫和加熱兩種情況下，求電飯鍋消耗的電功率各是多少？
（3）若在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃，質(zhì)量為2.5kg的水燒開需要16min40s，求電飯鍋正常工作時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是多少？

物理人氣：448 ℃時間：2019-08-26 05:29:21

優(yōu)質(zhì)解答

（1）當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S₁會自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合，而鋁的熔點為660所以不會熔化．
（2）當(dāng)按鍵S₁閉合時，R₂被短接，回路中的總電阻就是R₁=48.4歐，
它的功率為：P₁=

(220V)2

48.4Ω

=1000W；
當(dāng)溫度達(dá)到103度時，按鍵S₁因磁芯失磁自動斷開，S₂溫控開關(guān)因溫度達(dá)到80度的時候早已斷開，
所以這時R₂被串聯(lián)在R₁回路，回路的總電阻變?yōu)椋篟_總=R₁+R₂=48.4Ω+484Ω=532.4Ω，
它消耗的功率變?yōu)椋篜₂=

R總

(220V)2

532.4Ω

=90.9W；
（3）水吸收的熱量為：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
時間：t=16min40s=1000s，
消耗的電能為：W=Pt=1000W×1000s=1×10⁶J，
電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為：η=

×100%=

8.4×105J

1×106J

×100%=84%；
答：（1）當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時，開關(guān)S₁會自動斷開，斷開后若無外力作用則不會自動閉合，而鋁的熔點為660所以不會熔化．
（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率分別為：1000W、90.0W；
（3）飯鍋正常工作時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是84%．

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如圖甲是內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料的家用電飯鍋，內(nèi)部電路如圖乙所示，R1是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R2是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時，接通電源（220V50Hz），閉合手動開關(guān)S1，電飯鍋處在加熱狀態(tài)