Question

如图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是在标准气压下每当水沸腾后能自动断电一段时间．电热锅的部分参数如表所示．

容积	4.5L
额定电压	220V
保温功率	80W
加热功率	500W

（1）三脚插头上标着E的导线和      相连，插座上相应的导线和      相连．

（2）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“      ”时为保温档．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      ．

（3）该电热锅处于高温档正常工作时，使4L25℃的水由烧开，用了50min，那么电热锅的效率为多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），设当时锅内气压为1个标准大气压]．

Answer

（1）电饭锅的金属外壳；大地；（2）3；电流产生的热量等于散失的热量；（3）电热锅的效率为84%．

【解析】

试题分析：（1）电饭锅使用三脚插头，E导线和电饭锅的金属外壳相连，插入插座时，与大地连接，当用电器漏电时，人接触用电器，人被接地导线短路，即使接触了漏电的用电器也不会发生触电事故；

（2）由电功率公式P=可知，电压不变的条件下，电阻越大，电功率越小，电功率小的时候处于保温状态，据此判断哪一个为保温档；当电热锅处于保温档正常工作时，此时的电功率太小，产生的热量等于散失的热量，不能使水温升高，不能使水沸腾；

（3）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水温度的变化量和比热容，根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，电热锅处于高温档正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=×100%求出电热锅的效率．

【解析】

（1）E导线和电饭锅的金属外壳相连，插入插座时，与大地连接；

（2）由图可知，R1＞R2，根据P=可知，

当U不变时，电阻越小，功率越大，故当开关连接触点3时，只有R1接入电路中，电阻大，消耗的电功率最小，处于保温保温状态；

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，原因是电流产生的热量等于散失的热量，不能使水温升高；

（3）水的体积：V=4L=4dm3=4×10﹣3m3，

由ρ=可得，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3=4kg，

则水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣25℃）=1.26×106J，

由表格数据可知，加热功率500W，由P=可得消耗的电能：

W=Pt=500W×50×60s=1.5×106J，

电热锅的效率：

η=×100%=×100%=84%．

答：（1）电饭锅的金属外壳；大地；（2）3；电流产生的热量等于散失的热量；（3）电热锅的效率为84%．

【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了安全用电知识、密度、热量、功以及效率的计算公式的应用．与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位换算要正确．