Question

小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示。通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。图乙是电饭锅的电路图，R₂＝60.5Ω，保温时总功率为100W。

（1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？

（2）R₁的阻值多大？

（3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃（整个过程不计能量损失），需要多长时间？

Answer

（1）加热， 800W；（2）423.5Ω；（3）525s。

【解析】

（1）自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态，此时电功率： P加热＝＝＝800W；

（2）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态，此时电路中的总电阻： R＝＝＝484Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1的阻值：

R1＝R﹣R2＝484Ω﹣60.5Ω＝423.5Ω；

（3）水吸收的热量： Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×20℃＝4.2×105 J，

整个过程不计能量损失，由Q＝W＝Pt可得需要的加热时间：

t＝＝＝＝525s。

答：（1）自动开关S接通时，电饭锅处于加热状态，此时电功率为800W；

（2）R1的阻值为423.5Ω；

（3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃，需要525s。