Question

【題目】如圖甲是一種家用蒸蛋器，圖乙為它的原理圖，該蒸蛋器可依據個人喜好，將雞蛋加熱至初熟、中熟、全熟三種狀態．某次使用時向蒸蛋器內加入全熟所需的90g水．水的初溫為20℃，水燒干后溫控開關自動斷開，雞蛋被蒸熟，測得整個加熱過程用時10min．

（1）溫控開關自動斷開前的一段時間，雞蛋不會被蒸糊，且能保持溫度不變的原因是 ．
（2）電阻R的阻值為多少？
（3）已知水在100℃時，1g水發生汽化需要吸收的熱量是2260J，水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃），則使用該蒸蛋器把水加熱至燒干，水吸收的熱量是多少？（標準大氣壓下）
（4）上述過程中，蒸蛋器的發熱器燒水的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）水沸騰時繼續吸熱但溫度不變
（2）2.1×104Ω
（3）2.3364×105J
（4）97.35%
【解析】解：（1）溫控開關自動斷開前的一段時間，蒸蛋器內的水沸騰時繼續吸熱但溫度不變，所以雞蛋不會被蒸糊；
（2）由圖可知，電阻R與指示燈串聯，因串聯電路中各處的電流相等，所以，由P=UI可得，指示燈正常工作時電路中的電流：I 0.01A，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓：UR=U﹣UL=220V﹣10V=210V，由I 可得，R的阻值：R =2.1×104Ω；
（3）標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水加熱到100℃時吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103 J/（kg℃）×90×10﹣3kg×=3.024×104J，水在100℃時，90g水發生汽化需要吸收的熱量：Q吸′=90g×2260J/g=2.034×105J，使用該蒸蛋器把水加熱至燒干，水吸收的熱量：Q=Q吸+Q吸′=3.024×104J+2.034×105J=2.3364×105J；
（4）由P= 可得，消耗的電能：W=Pt=400W×10×60s=2.4×105J，蒸蛋器的發熱器燒水的效率：η ×100% ×100%=97.35%．
（1）水沸騰時繼續吸熱但溫度不變；
（2）串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓：UR=U﹣UL=220V﹣10V=210V，根據歐姆定律求出R的阻值；
（3）總熱量包括則水加熱到100℃時吸收的熱量和使用該蒸蛋器把水加熱至燒干，水吸收的熱量之和；
（4）蒸蛋器的發熱器燒水的效率等于水吸收的熱量與消耗電能之比.