Question

如图所示是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间，电热锅的部分参数如下表所示．

容积	4.5L
额定电压	220V
保温功率	80W
加热功率	500W

（1）调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“

3

”时为保温挡．小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是：

水吸收的热量不高于放出的热量

．
（2）该电热锅处于高温档正常工作时，使3L的水温度升高54℃需要42min，电热锅的效率为多少？

Answer 1

分析：（1）高温档与低温档主要指电功率的高与低，一般家庭电路电压不变，那么根据P=

U2

R

知，当电路中的电阻R较小时，即P大，此时为高温档；当电路中的电阻R较大时，此时P变小，即为低温档；
当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是：水吸收的热量不高于放出的热量；
（2）已知加热功率500W，时间42min，根据W=Pt可求出消耗的电能；已知水的体积，根据m=ρV可求出水的质量，又知水温度升高54℃，根据Q=cm△t可求出水吸收的热量，最后根据η=

Q

W

×100%求出电热锅的效率．

解答：解：（1）由图可知，R₁＞R₂，根据P=

U2

R

知，P₁＜P₂，当开关接3时，R₁工作，功率小，所以是保温挡；
当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因是：水吸收的热量不高于放出的热量；
（2）电热锅消耗的电能：
W=Pt=500W×42×60S=1.26×10⁶J，
水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，
水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×54℃=6.804×l0⁵J，
电热锅的效率：
η=

Q

W

×100%=

6.804×105J

1.26×106J

=54%．
答：（1）3；水吸收的热量不高于放出的热量；
（2）电热锅的效率为54%．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，使学生觉得学了物理有用．注意计算时的单位变换要正确．