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如图甲是内胆为铝质材料的家用电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态

分类: 作业答案 • 2021-12-02 11:03:36
问题描述：

如图甲是内胆为铝质材料的家用电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，（已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃）；查表可知铝的熔点为660℃）
请解答下列问题：

（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅的内胆是否会熔化？为什么？______．
（2）在保温和加热两种情况下，求电饭锅消耗的电功率各是多少？
（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

答

（1）当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，而铝的熔点为660所以不会熔化．
（2）当按键S1闭合时，R2被短接，回路中的总电阻就是R1=48.4欧，
它的功率为：P1=

U2
R1
=
(220V)2
48.4Ω
=1000W；
当温度达到103度时，按键S1因磁芯失磁自动断开，S2温控开关因温度达到80度的时候早已断开，
所以这时R2被串联在R1回路，回路的总电阻变为：R总=R1+R2=48.4Ω+484Ω=532.4Ω，
它消耗的功率变为：P2=
U2
R总
=
(220V)2
532.4Ω
=90.9W；
（3）水吸收的热量为：
Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×105J，
时间：t=16min40s=1000s，
消耗的电能为：W=Pt=1000W×1000s=1×106J，
电能转化为内能的效率为：η=
Q
W
×100%=
8.4×105J
1×106J
×100%=84%；
答：（1）当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，而铝的熔点为660所以不会熔化．
（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率分别为：1000W、90.0W；
（3）饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是84%．

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