Question

图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V50Hz），闭合手动开关S₁，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。（已知水的比热容为4.2×10³J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃）
请解答下列问题：
（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅　的内胆是否会熔化？为什么？
（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？
（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

Answer 1

（1）不会熔化；当锅内温度达到103℃时，开关S1会自动，而铝的熔点为660℃，所以不会熔化。　　　1分　　（2）1：11　　2分　　（3）水吸收的热量8.4×10⁵J　　1分　　电饭锅消耗的电能10⁶J　　1分　　　　电能转化为内能的效率84%　　1分

（1）不会熔化；当锅内温度达到103℃时，开关S₁会自动断开，而铝的熔点为660℃，所以不会熔化．　　
（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比====．
答：在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是1：11．
（3）水吸收的热量Q=cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×10⁵J，
电饭锅消耗的电能W=t=×1000s=10⁶J，
所以电能转化为内能的效率为η===84%．
答：电能转化为内能的效率为84%．
提示: 考查电功率、吸收热量、消耗电能等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要对物体的熔点有一定的了解，解题过程中还要注意单位的换算．