问题 计算题

小梦家新买了一口电饭锅,如图甲所示。通过查看说明书,发现电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态。图乙是电饭锅的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电热丝。

(1)自动开关S接通或断开时,电饭锅分别处于哪种状态?说明理由。

(2)要使R2在保温状态下的功率是加热状态下的1/25,R1与R2应满足什么关系?

(3)“母亲节”到了,小梦想为妈妈准备泡脚水。由于水温较低,小梦先从盛有5kg水的桶中取出2kg水倒入电饭锅中加热4min后,将水倒回水桶中,经过测量桶中水温升高了20℃(整个过程不计能量损失),请计算R2的阻值。

答案

(1)当开关S接通时,电饭锅处于加热状态,当开关S断开时,电饭锅处于保温状态;因为开关S接通时,R2的电功率较大;(2);(3).

题目分析:(1)当开关S接通时,R1被短路,R2的功率为:

当开关S断开时,R1和R2串联在电路中,R2的功率为:

因为 ,即,所以当开关S接通时,电饭锅处于加热状态,当开关S断开时,电饭锅处于保温状态;

(2)由题意可知,当时,解得:

(3)设水的初温为t1,2kg的水加热后的温度为t,因为混合时,Q=Q,因此有:

,解得:,因此,

2kg的水在加热时,吸收的热量为:

R2的阻值为: 

单项选择题
多项选择题