Question

【題目】某型號的電飯鍋有兩檔，分別是高溫燒煮和保溫燜飯檔，其原理如圖圖所示（虛線框內為電飯鍋的發熱部位）。已知R1 = 44Ω，R2 = 2156Ω。

（1）開關S置于_____ 擋（選填“1”或“2”）時是高溫燒煮檔。

（2）高溫燒煮時的功率是多少_______？保溫燜飯時電路中電流是多少______？

（3）某次做飯高溫泖煮用時10分，保溫燜飯用時5分，此次做飯消耗的電能是多少______？

（4）若只要求高溫煮擋的功率提升10%，請通過計算具體說明改進措施_______。

Answer 1

【答案】 1 1100W 0.1A 消耗的電能為6.6666×105 J R1改為40Ω（R2改為2160Ω

【解析】電功率的計算；歐姆定律的應用；電功的計算

（1）高溫燒煮檔其功率最大，由P=U2/R可知，此時的電阻值應該最小，由電路圖可知，開關S應置于2位置；

（2）開關S應置于2位置時，電路為R1的簡單電路，電飯鍋處于高溫燒煮檔，則高溫燒煮時的功率：P高=U2/R1=(220V)2/44Ω=1100W；

開關S置于1位置時，R1與R2 串聯，電飯鍋處于保溫燜飯檔，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，保溫燜飯時電路中電流：

I保=U/R1+R2=220V/44Ω+2156Ω=0.1A；

（3）電飯鍋保溫時的功率：P保=UI保=220V×0.1A=22W，

由P=W/t可得，此次做飯消耗的電能：

W=P高t高+P保t保=1100W×10×60s+22W×5×60s=6.666×105J；

（4）高溫煮擋的功率提升10%后的功率：P高′=P高（1+10%）=1100W×110%=1210W，

由P=U2/R得，R1的阻值變為：R1′=U2/P高′=(220V)2=1210W=40Ω，

因保溫功率不變，所以，保溫時的總電阻不變，即R2′+R1′=R1 +R2，

則此時R2的阻值：R2′=R1 +R2-R1′=44Ω+2156Ω-40Ω=2160Ω，

所以，改進措施為：把R1改為40Ω，R2改為2160Ω。