Question

小华在A国留学．回国时从A国带回了一个电饭锅，使用时小华发现一旦接通电饭锅的电源开关，短时间便会闻到焦糊气味．为了查明原因，小华查看了电饭锅铭牌，发现其上标有“110V  600W”，她恍然大悟．试计算以下问题．
（1）该电饭锅正常工作20min可将体积为1.5L，温度为20℃的水加热到100℃，则在此过程中该电饭锅的效率为多大？
（2）为了能让其在我国家庭电路中正常工作，应采取怎样的措施？画出电路图并计算说明．（电饭锅的元件符号用表示）．

Answer 1

分析：（1）已知电饭锅的额定功率和工作时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能，根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量，水吸收的热量与消耗电能的比值就是在此过程中该电饭锅的效率．
（2）此时电饭锅的额定电压为110V，我国家庭电路中工作电压为220V，要想使两端的电压减小，就必须串联电阻分压，根据相应公式进一步求出串联的电阻的大小．

解答：解：（1）电饭锅消耗的电能W=Pt=600W×20×60s=720000J，
水吸收的热量Q=cm（t-t₀）=cρV（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1000kg/m³×1.5×10^-3m³×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J，
所以在此过程中该电饭锅的效率为η=

Q

W

=

5.04×105J

720000J

=70%．
答：在此过程中该电饭锅的效率为70%．
（2）串联电阻后，电流相等，分担一半的电压，所以两端的电压也相等，根据公式R=

U

I

可知，串联的电阻等于电饭锅的电阻，R=

U 2 L

PL

=

(110V)2

600W

≈21.7Ω，
所以串联一个21.7Ω的电阻即可，电饭锅与电阻串联，电路图如图：

点评：本题考查消耗电能、吸收热量、效率、电阻等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是求电饭锅的效率和根据题意画电路图．