Question

（2011?威海）图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限

（2011?威海）图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，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（220V 50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合．（已知水的比热容为4.2×103J/（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S1，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，电饭锅消耗的电功率之比是多少？（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？

Answer 1

（1）不会熔化；当锅内温度达到103℃时，开关S₁会自动断开，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之比

P保

P热

=

U2 R1+R2

U2 R1

=

R1

R1+R2

=

48.4Ω

48.4Ω+484Ω

=

1

11

．
答：在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是1：11．
（3）16min40s=1000s；
水吸收的热量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
电饭锅消耗的电能W=

U2

R1

t=

(220V)2

48.4Ω

×1000s=10⁶J，
所以电能转化为内能的效率为η=

Q

W

=

8.4×105J

106J

=84%．
答：电能转化为内能的效率为84%．