Question

4．如圖甲、乙所示，是某型號家用保溫式電飯鍋及其內部電路簡化原理圖，它有“高溫燒煮”和“保溫”兩檔，其中S是手動、溫控一體開關，必須用外力按下才能閉合，當鍋底溫度達到大約103℃以上時，會自動彈起斷開．圖丙的表格反映了該電飯鍋銘牌上的一些信息．請你回答以下問題：
（1）請你判斷：當開關S被按下時，電飯鍋處于“高溫燒煮”檔還是“保溫”檔？
（2）電飯鍋正常工作時，在“保溫”狀態(tài)下R₁消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）開關S斷開時，電阻R₂與R₁串聯(lián)；開關S₁閉合，R₂短路，電路中只有R₁工作．兩種情況下的總功率用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析．
（2）根據(jù)歐姆定律求出電阻R₁，由P=UI計算保溫狀態(tài)下電路中電流，此時電飯鍋的功率用P=I²R計算．

解答 解：
（1）由圖乙，S斷開時，R₁與R₂串聯(lián)后接入電路，此時電飯鍋的功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$
S閉合時，R₂被短路，此時電飯鍋的功率：
P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$
電源電壓相等，所以P＜P′，故當開關S被按下時，電飯鍋處于“高溫燒煮”檔；
（2）由電飯鍋銘牌知高溫燒煮功率：P′=880W，
所以R₁=$\frac{{U}^{2}}{P′}$=$\frac{（220V）^{2}}{880W}$=55Ω
保溫功率為44W，
由P=UI可得保溫時的電路中電流：
I=$\frac{{P}_{保溫}}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A，
所以此時R₁消耗的電功率：
P₁=I²R₁=（0.2A）²×55Ω=2.2W．
答：（1）當開關S被按下時，電飯鍋處于“高溫燒煮”檔；
（2）電飯鍋正常工作時，在“保溫”狀態(tài)下R₁消耗的電功率為2.2W．

點評 本題考查串聯(lián)電路特點和電功率公式的靈活運用，對檔位較多的用電器，判斷具體的檔位也就是判斷功率的大小．判斷用電器功率大小一般用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$．