如圖*所示為新型電飯鍋,其簡化電路如圖乙所示.R1和R2均為電熱絲,S是自動控制開關,自動控制開關向上與觸點a...
問題詳情:
如圖*所示為新型電飯鍋,其簡化電路如圖乙所示.R1和R2均為電熱絲,S是自動控制開關,自動控制開關向上與觸點a、b接通,向下僅與觸點c接通;煮飯過程中,通過自動控制開關不斷交替改變這樣的接通方式,從而使飯得到最佳的口感和營養;圖*為這個電飯鍋在某次煮飯全過程中電流隨時間的變化圖象.求:
(1)電熱絲R1的阻值;
(2)電飯鍋在這次煮飯的過程中消耗的電能;
(3)在不同電壓下,電飯煲從開始工作到S第一次自動與a和b斷開產生的熱量相同.用電高峯期,當實際電壓為200 V時,使用該電飯煲,從開始工作到S第一次自動斷開需要多少分鐘.
【回答】
(1)220Ω(2)9.9×105J(3)12.1min
【解析】
(1)開關S與觸點c接通時,電路中只有R2工作,電路中的電流較小,由圖*可知,電路中的電流I2=2A;開關S與觸點a、b接通時,R1與R2並聯,電路中的電流最大,由圖*可知,電路中的電流I=3A,因並聯電路中各支路*工作、互不影響,所以,通過R2的電流不變,因並聯電路中幹路電流等於各支路電流之和,所以通過R1的電流:I1=I-I2=3A-2A=1A,電熱絲R1的阻值:;
(2)由圖*可知,開關S與觸點a、b接通時的工作時間:
t1=10min+(20min﹣15min)=15min=900s,
開關S與觸點c接通時的工作時間:
t2=(15min﹣10min)+(30min﹣20min)=15min=900s,
電飯鍋在這次煮飯的過程中消耗的電能:
W=W1+W2=UIt1+UI2t2=220V×3A×900s+220V×2A×900s=9.9×105J;
(3)電飯煲正常工作時,由圖*可知,電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開時的時間t=10min=600s,
此過程中產生的熱量:Q′=W=UIt=220V×3A×600s=396000J,
電飯煲最大功率時電路中的總電阻: ,
在不考慮熱損失的條件下,在不同電壓下,電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開產生的熱量相同,由可得,在實際電壓是200V時電飯煲工作的時間:.
知識點:串、並聯電路中電流的規律
題型:計算題
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