Question

如右圖所示是一種煲湯用的電飯鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是當水沸騰后能自動斷電一段時間．電飯鍋的部分參數如下表所示．

容積	4.5L
額定功率	220V
保溫功率	80W
加熱功率	500W

（1）三腳插頭上標著E的導線和________相連，插座上相應的導線和________相連．
（2）調節切換開關可以使電飯鍋處于“關、高溫、自動、保溫”四種工作狀態，則原理圖中的切換開關連接觸點“________”時為保溫檔．小瑾發現，當電飯鍋處于保溫檔正常工作時，不論加熱多長時間，都不能使鍋內的湯水沸騰，原因可能是________．
（3）該電飯鍋處于高溫檔正常工作時，使4.5L的水溫度升高54℃需要42min，那么電飯鍋的效率為多少？〔c_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕
（4）倡導“低碳生活”是實現人與自然和諧相處的重要體現．以下做法不符合“低碳生活”要求的是________
A．出行時盡量使用自行車　　　　　B．大力開發利用太陽能和風能
C．節約用水、用電、用氣　　　　　D．大力發展以煤為燃料的火力發電．

Answer 1

解：（1）E導線和電飯鍋的金屬外殼相連，插入插座時，與大地連接；
故答案為 用電器的金屬外殼；大地
（2）由圖提供的信息知道R₁＞R₂，根據電功率公式P=可知，當U不變時，電阻越小，功率越大，故當開關連接觸點3時，消耗的電功率最小，處于保溫保溫狀態；
當電熱鍋處于保溫檔正常工作時，不論加熱多長時間，都不能使鍋內的湯水沸騰，原因是電流產生的熱量小于散失的熱量，不能使水溫升高．
故答案為 ）3； 保溫功率小于（或等于）散熱功率
（3）v=4.5L=4.5×10^-3m³，
m=ρv=1.0×10³kg/m³×4.5×10^-3m³=4.5kg，
水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×4.5kg×54℃=1.0206×10⁶J，
加熱功率P=500W，工作42min消耗電能：
W=Pt=500W×42×60s=1.26×10⁶J，
η=×100%=×100%=81%．
答：電飯鍋的效率為81%．
（4）低碳經濟就是指通過開發新能源，盡可能地減少煤炭、石油、天然氣等高碳能源消耗，減少溫室氣體的排放，達到社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態．
因此大力發展以煤為燃料的火力發電與低碳經濟相違背，故D選項不符．
故選D．
分析：（1）電飯鍋使用三腳插頭，E導線和電飯鍋的金屬外殼相連，插入插座時，與大地連接，當用電器漏電時，人接觸用電器，人被接地導線短路，即使接觸了漏電的用電器也不會發生觸電事故；
（2）由電功率公式P=可知，電壓不變的條件下，電阻越大，電功率越小，電功率小的時候處于保溫狀態，據此判斷哪一個為保溫檔；當電熱鍋處于保溫檔正常工作時，此時的電功率太小，產生的熱量小于散失的熱量，不能使水溫升高，不能使水沸騰．
（3）電熱鍋處于高溫檔正常工作（高溫加熱）時，知道加熱功率和加熱時間，利用W=Pt求消耗的電能（總能量）；又知道水的質量、水溫度的升高值，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）；再利用效率公式求電熱鍋的效率．
（4）根據低碳經濟的概念分析即可．低碳經濟就是指通過開發新能源，盡可能地減少煤炭、石油、天然氣等高碳能源消耗，減少溫室氣體的排放，達到社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯系，使學生覺得學了物理有用，加強安全意識，注意計算時的單位換算要正確．