Question

【題目】如圖是電飯鍋加熱和保溫時的電路示意圖。加熱時的功率為1100瓦，保溫時功率為100W。

（1）用學過的公式推理說明，電飯鍋處于加熱狀態時，開關S是斷開還是閉合？

（2）R2和R1電阻為多大？

（3）加熱5min消耗多少電能？

Answer 1

【答案】（1）P=U2/R 當S斷開時，保溫；當S閉合時，加熱（2）R1=484歐 R2=48.4歐(3)W=3.3×105J

【解析】（1）由電路圖可知，當開關S1 斷開時電路為R1 的簡單電路；當開關S1 閉合時，R1 、R2 并聯；因為R1 和R2 并聯時總電阻值比任一支路上的電阻都小，電源電壓相同，由P=U2/R可知，R1 和R2 并聯時電功率大，處于加熱狀態；

（2）當開關S1 斷開時電路為R1 的簡單電路，處于保溫狀態，

由P=U2/R可得：R1 =U2/P保溫=(220V)2/100W=484Ω，

因為R1 和R2 是并聯，加熱和保溫時R1 的功率都不變為P保溫 =100W，

加熱時R1 和R2 同時工作，則P2 =P加熱 -P保溫 =1100W-100W=1000W，

由P=U2/R可得：R2 =U2/P2=(220V)2/1000W=48.4Ω，

（3）加熱5min消耗的電能：W=Pt=1100W×5×60s=3.3×105 J