Question

【题目】小明家用电火锅烹饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温档”，一段时间后锅内热油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参数如图甲所示；打开底盖，发现其工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。为了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进，可以分别实现“高温档”“低温档”或“保温档”功能，改进后的电路原理如图丙所示。求：

(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流；

(2)在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b，电火锅处于“保温档”，该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；

(3)用电高峰时电路的实际电压降为198V，向锅内装2kg温度为25℃的水，用“高温档”连续工作100s，水温升高到35℃，这时电火锅的加热效率是多少？(已知水的比热容，电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率。)

Answer 1

【答案】(1)5A；(2)176W；(3)94.3%

【解析】

(1)由可知，电火锅使用高温档正常工作时电路中的电流

(2) 由乙图可知，当开关S和S1闭合时，两电阻并联，此时电路的总电阻较小，由可知，此时为高温档；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电流，此时电路的总电阻较大，由可知，此时为低温档；工作状态为低温档时

工作状态为高温档时

由得

解得

在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b时，两电阻串联，此时电路的总电阻是

该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率

(3)电火锅实际电压为198V时，实际功率是

由可知，消耗的电能是

水吸收的热量

这时电火锅的加热效率

答：(1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流是5A；

(2)该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；

(3)电火锅的加热效率是94.3%。