Question

电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温，又不会把饭烧焦的家用电器。它的电路由控制部分AB和工作部分BC组成。K₁是限温开关，手动闭合，当温度达到103⁰C时自动断开，不能自动闭合。K₂是自动开关，当温度超过80⁰C时自动断开，温度低于70⁰C时自动闭合。R₂是限流电阻，阻值2140Ω，R₁是工作电阻，阻值60Ω。锅中放好适量的米和水，插上电源（220V，50H_Z），手动闭合K₁后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温。

（1）简述手动闭合K₁后，电饭锅加热、保温过程的工作原理。

（2）加热过程电饭锅消耗的电功率P₁是多大？K₁、K₂都断开时电饭锅消耗的功率P₂是多大？

（3）若插上电源后没有手动闭合K₁，能煮熟饭吗？为什么？

Answer 1

（1）见解析

（2）P₁=807W，P₂=22W

（3）不能

⑴插上电源，手动闭合K₁后由于室温肯定低于70⁰C所以当时K₂也是闭合的，所以R₂被短路，只有R₁工作，功率P₁较大，使米和水被加热，当温度升到80⁰C时K₂断开，但K₁仍闭合，R₂仍被短路，功率仍为P₁，所以温度继续升高，把水烧开，这时温度将保持在100⁰C直到水分蒸发完毕，温度继续升高到103⁰C，K₁断开且不再自动闭合，这时饭已煮好，R₁、R₂串联，热功率P₂较小，电饭锅发出的电热小于它向外释放的热，温度开始降低，当温度降低到70⁰C时，K₂自动闭合，功率又变为P₁，使饭的温度升高，到80⁰C时K₂自动断开，温度又开始降低……如此使电饭锅处于保温状态，直到关闭电源。
⑵P₁=U²/R₁=807W，P₂=U²/(R₁+R₂)=22W
⑶若K₁未闭合，开始K₂总是闭合的，R₂被短路，功率为P₁，当温度上升到80⁰C时，K₂自动断开，功率降为P₂，温度降低到70⁰C，K₂自动闭合……温度只能在70⁰C~80⁰C之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭。