Question

如图所示的电路是家用电饭锅工作原理图．当开关S闭合时为加热状态，当开关S断开时为保温状态，已知加热时的电功率为800W，保温时的电功率为100W，设R₁、R₂的阻值不随温度发生变化．求：（只选作其中的4个问题进行解答）
（1）加热时电路电流是多大？
（2）电阻R₂有多大？
（3）当电饭锅处于加热状态时，电路中的电流I是多大？
（4）当S断开时电路中的电流I′是多大？
（5）当S断开时R₂两端的电压U₂有多大？
（6）当S断开时R₂的电功率是多大？
（7）如果做-次米饭（加热状态）需要30min，则电饭锅消耗多少电能？

Answer

（1）已知电功率和电压，根据公式I=可求加热时的电流；
（2）S闭合时，R1被短路，只有R2接在电源上，电饭锅处于加热状态；根据公式R2=可求电阻R2的阻值；
（3）已知电饭锅处于加热状态时电功率，根据公式I=可求电路中的电流；
（4）S断开时电饭锅处于保温状态，根据公式I′=可求电流的大小；
（5）S断开时，R1和R2串联，根据公式U2=I′R2可求R2两端电压；
（6）根据公式P2=I/2R2可求R2的电功率；
（7）已知电饭锅的发热功率，根据公式W=Pt可求消耗的电能．
【解析】
（1）加热时的电流：I===3.64A；
（2）S闭合时，R1被短路，只有R2接在电源上，电饭锅处于加热状态；电功率为800W，
由此可得：R2===60.5Ω；
（3）电饭锅处于加热状态时电功率为800W，由此可求得：I===3.64A；
（4）S断开时电饭锅处于保温状态，其功率为100W，由此可求得：I′===0.45A；
（5）S断开时，R1和R2串联，据问题3中的电流值可求得：U2=I′R2=0.45A×60.5Ω=27.2V；
（6）S断开时，R1和R2串联电路的电流值和R2的电阻值可求得：P2=I/2R2=（0.45A）2×60.5Ω=12.3W；
（7）电饭锅的发热功率为880W，则在30min消耗的电能为：W=Pt=800×10-3kw×0.5h=0.4kw•h．