Question

随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中．某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R₁、R₂均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω．接通电源，闭合开关S₁、S₂，电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，开关S₂自动断开，开关S_l仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态。

（l）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？

（2）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳？

（3）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？

（4）为测量电热锅的实际电压，将家中其它用电器全部关闭，电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“2000r/kW．h”字样的电能表在6分钟内转了100转，电热锅的实际电压是多少？

Answer

（1）2.75A；（2）5.445×105J；（3）100W；（4）200V。

【解析】

（l）当闭合S1、S2时，电热锅处于“大火”加热状态，R2短路，只有R1在工作。电路中的电流：

Ⅰ==2.75A；

（2）电热锅“大火”加热1 5分钟，消耗的电能：

W加热=UⅠt=220V×2.75A×900s=5.445×105J；

（3）当锅内温度达到100℃时，S2自动断开，S1仍闭合，处于“小火”炖煮状态，R1、R2串联，

R炖煮=R1+R2=404Ω+80Ω=484Ω，

“小火”炖煮状态的电功率：

P炖煮==100W；

（4）电热锅在“大火”加热状态下，6分钟消耗的电能：

W==0.05kW·h=0.05×3.6×106J=1.8×105J，

电热锅在“大火”加热状态下，由W=t可得，电热锅的实际电压：

U′===200V。