火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式,如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖.它有高、中、低三個加熱檔位,旋...
問題詳情:
火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式,如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖.它有高、中、低三個加熱檔位,旋鈕開關可以分別置於“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱.正常工作時,低温檔功率為高温檔功率的,R1為242Ω,R2為60.5Ω.(忽略温度對電阻的影響)
(1)請指出開關置於什麼接線柱時,火鍋處於低温檔?
(2)R3的阻值是多少歐姆?電火鍋處於低温檔正常工作時,在1分鐘內產生的熱量是多少焦耳?
(3)小明關閉家中的其他用電器,只讓電火鍋*工作,用高温檔加熱湯液2分鐘,電能表的錶盤轉了81轉.請通過計算判斷此時電火鍋是否正常工作?(電能表的銘牌上標有3000r/(kW•h))
【回答】
(1) “1和2”;(2)181.5歐姆; 1.2×104J;(3)此時電火鍋不正常工作
【詳解】
(1)當旋鈕開關置於“1和2”接線柱時,R2、R3串聯,電路電阻最大,根據P=可知,電功率最小,火鍋處於低温檔;當旋鈕開關置於“2和3”接線柱時,R3被短路,電路為R2的簡單電路,電路電阻較大,根據P=可知,電功率較大,火鍋處於中温檔;當旋鈕開關置於“3和4”接線柱時,R1、R2並聯,電路電阻最小,根據P=可知,電功率最大,火鍋處於高温檔.
(2)高温檔時的電功率:P高=P1+P2=+=+=1000W,由題意知,低温檔功率為高温檔功率的,即:P低=P高=×1000W=200W,由P=可得,低温檔時電路總電阻:R===242Ω,因串聯電路總電阻等於各分電阻之和,所以,R3的阻值:R3=R﹣R2=242Ω﹣60.5Ω=181.5Ω.電火鍋處於低温檔正常工作時,在1分鐘內產生的熱量:Q=W=P低t=200W×60s=1.2×104J.
(3)電能表的錶盤轉了81轉,電火鍋消耗的電能:W′==0.027kW•h=9.72×104J,則電火鍋的功率:P′===810W,因為電火鍋的實際功率P′<P高,所以,此時電火鍋不正常工作.
知識點:電能 電功
題型:計算題