新型電飯鍋採用“聰明火”技術,智能化地控制食物在不同時間段的溫度,以得到最佳的營養和口感,其簡化電路如圖*所示...
問題詳情:
新型電飯鍋採用“聰明火”技術,智能化地控制食物在不同時間段的溫度,以得到最佳的營養和口感,其簡化電路如圖*所示.R1和R2均爲電熱絲,S1是自動控制開關.煮飯時,把電飯鍋接入220V電路中,在電飯鍋工作的30min內,電路中總電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.求:
(1)瓷電路有高低兩檔加熱狀態.當電路處於高溫工作狀態時:請說明此時開關S和S1都閉合或斷開情況;此時電飯鍋的電功率是多少?
(2)電熱絲R2的阻值.
(3)這30min內電飯鍋產生的熱量是多少?
【回答】
【考點】電功率的計算;焦耳定律的計算公式及其應用.
【分析】(1)只有S閉合時,R1有電流通過,R2斷路;S和S1都閉合時,電阻R1與R2並聯,電路中電流最大,由乙圖可知高溫狀態下的電流值,利用P=UI求出功率;
(2)開關S1斷開時,電路中只有R1工作,由乙圖可知通過R1的電流值,根據並聯電路的電流特點可知通過R2工作時的電流值,然後根據歐姆定律即可求出R2的阻值.
(3)利用P=UI求出只有R1工作時功率;由乙圖可知:30min內兩種情況下各自的工作時間,利用Q=W=Pt分別求出兩種情況下各自產生的熱量,最後求其和即可.
【解答】解:
(1)開關S1斷開時,電路中只有R1工作,由乙圖可知通過R1的電流值I1=2A,
則功率P低=UI1=220V×2A=440W;
S和S1都閉合時,電阻R1與R2並聯,由乙圖可知此時電流值I=3A,
則功率P高=UI=220V×3A=660W;
(2)開關S1斷開時,電路中只有R1工作,由乙圖可知通過R1的電流值I1=2A,
則根據並聯電路的電流特點可知:電阻R1與R2並聯時;I2=I﹣I1=3A﹣2A=1A,
根據歐姆定律得:R2===220Ω.
(3)只有R1工作時功率P低=UI1=220V×2A=440W;
由乙圖可知:t′=10min+(20min﹣15min)=15min=900s,
t″=(15min﹣10min)+(30min﹣20min)=15min=900s,
則Q′=W′=P高t′=660W×900s=5.94×105J,
Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J,
Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J.
答:
(1)S和S1都閉合時處於高溫狀態,電飯鍋的電功率爲660W;
(2)電熱絲R2的阻值爲220Ω;
(3)這30min內電飯鍋產生的熱量爲9.9×105J.
知識點:焦耳定律
題型:計算題
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