Question

11．某型號的電飯鍋有兩擋，分別是高溫?zé)�煮擋和保溫燜飯擋，其原理如圖所示（虛線框內(nèi)為電飯鍋的發(fā)熱部位）．已知R₁=44Ω，R₂=2156Ω．
（1）開關(guān)S置于2擋（選填“1”或“2”）時是高溫?zé)�煮擋，它的功率是多大�?br />（2）保溫燜飯時電路中的電流是多大？10min產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）若只要求將保溫燜飯擋的功率提升10%，請通過計算體說明改進措施．

Answer 1

分析 （1）高溫?zé)�煮檔其功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時的電阻值應(yīng)該�。桓鶕�(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出功率；
（2）保溫時，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電流；再根據(jù)Q=W=UIt求出產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)P=UI求出保溫檔功率，再求出提升10%后的功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻值，進而求出改進措施．

解答 解：（1）開關(guān)置于2檔，把電阻R₂短路，電路中電阻最小，功率最大，為高溫?zé)�煮檔；
此時的功率P_高=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（220V）2}{44Ω}$=1100W；
（2）開關(guān)置于1檔時，兩電阻串聯(lián)，為保溫燜飯，
電路中電流I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{44Ω+2156Ω}$=0.1A；
10min產(chǎn)生的熱量：
Q=W=UIt=220V×0.1A×10×60s=1.32×10⁴J；
（3）保溫功率：
P_保=UI=220V×0.1A=22W，
保溫燜飯擋的功率提升10%后的功率：
P_保′=P_保（1+10%）=22W×110%=24.2W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得此時電路的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保}^{′}}$=$\frac{（220V）^{2}}{24.2W}$=2000Ω，
為了保證高溫檔功率不變，所以應(yīng)該改變R₂的阻值，
R₂′=R-R₁=2000Ω-44Ω=1956Ω，
即把R₂換成阻值為1956Ω的電阻．
答：（1）2；功率是1100W；
（2）電路中的電流是0.1A；
10min產(chǎn)生的熱量1.32×10⁴J；
（3）把R₂換成阻值為1956Ω的電阻．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、吸熱公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用，要注意開關(guān)置于不同位置時電路中電流對應(yīng)的判斷．