Question

【题目】如图甲是一种家用蒸蛋器，图乙为它的原理图，该蒸蛋器可依据个人喜好，将鸡蛋加热至初熟、中熟、全熟三种状态．某次使用时向蒸蛋器内加入全熟所需的90g水．水的初温为20℃，水烧干后温控开关自动断开，鸡蛋被蒸熟，测得整个加热过程用时10min．

（1）温控开关自动断开前的一段时间，鸡蛋不会被蒸糊，且能保持温度不变的原因是 ．
（2）电阻R的阻值为多少？
（3）已知水在100℃时，1g水发生汽化需要吸收的热量是2260J，水的比热容c=4.2×103J/（kg℃），则使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量是多少？（标准大气压下）
（4）上述过程中，蒸蛋器的发热器烧水的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）水沸腾时继续吸热但温度不变
（2）2.1×104Ω
（3）2.3364×105J
（4）97.35%
【解析】解：（1）温控开关自动断开前的一段时间，蒸蛋器内的水沸腾时继续吸热但温度不变，所以鸡蛋不会被蒸糊；
（2）由图可知，电阻R与指示灯串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，指示灯正常工作时电路中的电流：I 0.01A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压：UR=U﹣UL=220V﹣10V=210V，由I 可得，R的阻值：R =2.1×104Ω；
（3）标准大气压下水的沸点为100℃，则水加热到100℃时吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103 J/（kg℃）×90×10﹣3kg×=3.024×104J，水在100℃时，90g水发生汽化需要吸收的热量：Q吸′=90g×2260J/g=2.034×105J，使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量：Q=Q吸+Q吸′=3.024×104J+2.034×105J=2.3364×105J；
（4）由P= 可得，消耗的电能：W=Pt=400W×10×60s=2.4×105J，蒸蛋器的发热器烧水的效率：η ×100% ×100%=97.35%．
（1）水沸腾时继续吸热但温度不变；
（2）串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压：UR=U﹣UL=220V﹣10V=210V，根据欧姆定律求出R的阻值；
（3）总热量包括则水加热到100℃时吸收的热量和使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量之和；
（4）蒸蛋器的发热器烧水的效率等于水吸收的热量与消耗电能之比.