如图甲是内胆为铝质材料的家用电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω.煮饭时,接通电源(220V50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态
题目
如图甲是内胆为铝质材料的家用电饭锅,内部电路如图乙所示,R
1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R
2是限流电阻,阻值为484Ω.煮饭时,接通电源(220V50Hz),闭合手动开关S
1,电饭锅处在加热状态.当锅内食物温度达到103℃时,开关S
1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,(已知水的比热容为4.2×10
3J/(kg.℃);查表可知铝的熔点为660℃)
请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S
1,电饭锅的内胆是否会熔化?为什么?______.
(2)在保温和加热两种情况下,求电饭锅消耗的电功率各是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
答案
(1)当锅内食物温度达到103℃时,开关S
1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,而铝的熔点为660所以不会熔化.
(2)当按键S
1闭合时,R
2被短接,回路中的总电阻就是R
1=48.4欧,
它的功率为:P
1=
=
=1000W;
当温度达到103度时,按键S
1因磁芯失磁自动断开,S
2温控开关因温度达到80度的时候早已断开,
所以这时R
2被串联在R
1回路,回路的总电阻变为:R
总=R
1+R
2=48.4Ω+484Ω=532.4Ω,
它消耗的功率变为:P
2=
=
=90.9W;
(3)水吸收的热量为:
Q=cm(t-t
0)=4.2×10
3J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×10
5J,
时间:t=16min40s=1000s,
消耗的电能为:W=Pt=1000W×1000s=1×10
6J,
电能转化为内能的效率为:η=
×100%=
×100%=84%;
答:(1)当锅内食物温度达到103℃时,开关S
1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,而铝的熔点为660所以不会熔化.
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率分别为:1000W、90.0W;
(3)饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是84%.
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