Question

【題目】小明家用電火鍋烹飪烤肉，肉烤熟后立即將電火鍋調至“低溫檔”，一段時間后鍋內熱油仍向外飛濺，容易燙傷家人。小明斷開電源，看到電火鍋銘牌的主要參數如圖甲所示；打開底蓋，發現其工作電路原理如圖乙所示，R1、R2為阻值未知的電熱絲。為了對烤熟的食物保溫，同時避免鍋內熱油向外飛濺，小明對電火鍋的工作電路進行了改進，可以分別實現“高溫檔”“低溫檔”或“保溫檔”功能，改進后的電路原理如圖丙所示。求：

(1)電火鍋使用“高溫檔”正常工作時電路中的電流；

(2)在圖丙中，當S閉合，S1斷開，S2接b，電火鍋處于“保溫檔”，該狀態下電火鍋正常工作時消耗的電功率；

(3)用電高峰時電路的實際電壓降為198V，向鍋內裝2kg溫度為25℃的水，用“高溫檔”連續工作100s，水溫升高到35℃，這時電火鍋的加熱效率是多少？(已知水的比熱容，電熱絲的電阻不隨溫度變化，水吸收的熱量跟電火鍋消耗的電能的比值叫做加熱效率。)

Answer 1

【答案】(1)5A；(2)176W；(3)94.3%

【解析】

(1)由可知，電火鍋使用高溫檔正常工作時電路中的電流

(2) 由乙圖可知，當開關S和S1閉合時，兩電阻并聯，此時電路的總電阻較小，由可知，此時為高溫檔；當只閉合開關S時，電路為R1的簡單電流，此時電路的總電阻較大，由可知，此時為低溫檔；工作狀態為低溫檔時

工作狀態為高溫檔時

由得

解得

在圖丙中，當S閉合，S1斷開，S2接b時，兩電阻串聯，此時電路的總電阻是

該狀態下電火鍋正常工作時消耗的電功率

(3)電火鍋實際電壓為198V時，實際功率是

由可知，消耗的電能是

水吸收的熱量

這時電火鍋的加熱效率

答：(1)電火鍋使用“高溫檔”正常工作時電路中的電流是5A；

(2)該狀態下電火鍋正常工作時消耗的電功率；

(3)電火鍋的加熱效率是94.3%。