Question

圖甲是內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料的電飯鍋，內(nèi)部電路如圖乙所示，R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω。煮飯時(shí)，接通電源（220V50Hz），閉合手動(dòng)開關(guān)S₁，電飯鍋處在加熱狀態(tài)。當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S₁會(huì)自動(dòng)斷開，斷開后若無外力作用則不會(huì)自動(dòng)閉合，S₂是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合。（已知水的比熱容為4.2×10³J/(kg. ℃);查表可知鋁的熔點(diǎn)為660℃）
請(qǐng)解答下列問題：
（1）如果接通電源后沒有放入食物就閉合開關(guān)S1，電飯鍋　的內(nèi)膽是否會(huì)熔化？為什么？
（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少？
（3）若在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃，質(zhì)量為2.5kg的水燒開需要16min40s，求電飯鍋正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是多少？

Answer 1

（1）不會(huì)熔化；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S1會(huì)自動(dòng)，而鋁的熔點(diǎn)為660℃，所以不會(huì)熔化。　　　1分　　（2）1：11　　2分　　（3）水吸收的熱量8.4×10⁵J　　1分　　電飯鍋消耗的電能10⁶J　　1分　　　　電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率84%　　1分

（1）不會(huì)熔化；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S₁會(huì)自動(dòng)斷開，而鋁的熔點(diǎn)為660℃，所以不會(huì)熔化．　　
（2）在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比====．
答：在保溫和加熱兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是1：11．
（3）水吸收的熱量Q=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×10⁵J，
電飯鍋消耗的電能W=t=×1000s=10⁶J，
所以電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為η===84%．
答：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為84%．
提示: 考查電功率、吸收熱量、消耗電能等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要對(duì)物體的熔點(diǎn)有一定的了解，解題過程中還要注意單位的換算．