Question

如图所示是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间，电热锅的部分参数如下表所示．(1)调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“         ”时为保温挡．小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是：                                                       ．

(2)该电热锅处于高温档正常工作时，使3 L的水温度升高54℃需要42 min，电热锅的效率为多少？

Answer

（1）3 ，水吸收的热量不高于放出的热量（2）54%

【解析】高温档与低温档主要指电功率的高与低，一般家庭电路电压不变，那么根据P=U2/R

知，当电路中的电阻R较小时，即P大，此时为高温档；当电路中的电阻R较大时，此时P变小，即为低温档；当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是：水吸收的热量不高于放出的热量；已知加热功率500W，时间42min，根据W=Pt可求出消耗的电能；已知水的体积，根据m=ρV可求出水的质量，又知水温度升高54℃，根据Q=cm△t可求出水吸收的热量，最后根据η=Q /W ×100%求出电热锅的效率．（1）由图可知，R1＞R2，根据P=U2 /R 知，P1＜P2，当开关接3时，R1工作，功率小，所以是保温挡；当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因是：水吸收的热量不高于放出的热量；

（2）电热锅消耗的电能：

W=Pt=500W×42×60S=1.26×106J，

水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3kg，

水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×54℃=6.804×l05J，

电热锅的效率：η=Q /W ×100%=6.804×105J /1.26×106J =54%．