Question

【題目】如圖1為一款陶瓷電燉壺，工作電路簡化為圖2所示，它在工作時，有高火加熱、文火萃取和小功率保溫三個過程．已知正常工作時，高火加熱功率為500W，文火萃取功率為100W．若壺中藥液的總質量為1kg，且在額定電壓下工作時，液體的溫度與工作時間的關系圖像如圖3．

（1）觀察圖像中高火加熱過程可知：電燉壺在前半段比后半段時間的加熱效率________，上述高火加熱過程中，1kg藥液所吸收的熱量是多少_________？[c 藥液=4.2×103J/（kg·℃）]

（2）分析電路可知：當 Sa接 2，同時 Sb________（選填“斷開”或“閉合”）時，電路處于文火萃取階段，電路中的電阻________在工作．

（3）已知電阻 R2=484Ω，求 R1的阻值是多少_______？電燉壺的額定保溫功率是多少瓦 _________？ 提示：請按照計算題的要求）

Answer 1

【答案】低 3.36×105J 斷開 R2 121Ω 80W

【解析】

(1)在高火加熱的前后半段的時間里，功率是不變的，且時間也是相同的，由可知，在兩段時間里消耗電能是相同的。由圖3可知，在前半段的時間里藥液升高的溫度小，在后半段的時間里溫度升高的大，而藥液的質量和比熱容是不變的，由可知，在前半段的時間里，藥液吸收的熱量少，由可知，前半段的加熱效率比后半段的加熱效率要低。

1kg藥液所吸收的熱量：

=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×(98℃18℃)=3.36×105J

(2)分析電路可知，當Sa接2，同時Sb閉合時，電路中R1和R2并聯，電路中的電阻是最小的，由可知，此時電功率是最大的，處于高火加熱狀態；當Sa接2，同時斷開Sb時，電路中只有R2工作，電路中電阻較大，由可知，此時電功率較大，處于文火萃取狀態；當Sa接1，同時斷開Sb時，電路中R1和R2串聯，電路中的電阻最大，由可知，此時電功率較小，處于小功率保溫狀態；所以要使電路處于文火萃取狀態，應將Sa接2，同時Sb斷開，這時電路中只有R2在工作。

(3)當Sa接2，同時Sb閉合時，電路中并聯，電路中的電阻是最小的，由可知，此時電功率是最大的，處于高火加熱狀態，高火加熱的電功率為；

根據前面的分析可知，P2=P文火=100W，所以

P1=P高火 P文火=400W

由可得

R1===121Ω

當Sa接1，同時斷開Sb時，電路中R1和R2串聯，電路中的電阻最大，由可知，此時電功率較小，處于小功率保溫狀態，保溫功率為

==80W

答：(1) 前半段的加熱效率比后半段的加熱效率要低，1kg藥液所吸收的熱量為3.36×105J；

(2) 當Sa接2，同時Sb斷開處于文火萃取狀態，這時電路中只有R2在工作；

(3) R1的阻值是121Ω，保溫功率為80W。