Question

11．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．
（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．
（2）该电热锅处于高温档正常工作时，使3L的水温度升高75℃需要42min，电热锅的效率为75%．

容积	4.5L
额定电压	220V
保温功率	80W
加热功率	500W

Answer 1

分析 （1）由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电压不变的条件下，电阻越大，电功率越小，电功率小的时候处于保温状态，据此判断哪一个为保温档；
（2）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，又知道水的比热容和温度升高的值，根据Q_吸=cm△t求出水吸收的热量，电热锅处于高温档正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热锅的效率．

解答 解：（1）由图提供的信息知道R₁＞R₂，根据电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当U不变时，电阻越小，功率越大，
故当开关连接触点3时，消耗的电功率最小，处于保温保温状态；
（2）水的体积：
V=3L=3×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，
则水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×75℃=9.45×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt=500W×42×60s=1.26×10⁶J，
电热锅的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{9.45×1{0}^{5}J}{1.26×1{0}^{6}J}$×100%=75%．
故答案为：（1）3；（2）75%．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位换算要正确．