解题思路:(1)比较开关S1会自动断开的温度和铝的熔点即可得出结论.
(2)电饭锅处在加热状态时,电阻R1工作,当处于保温状态时,两电阻串联,一起工作,根据公式P=
U
2
R
可求在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比.
(3)根据公式W=
U
2
R
t可求电饭锅烧水时消耗的电能,水吸收的热量根据公式Q=cm△t可求,吸收的热量与消耗电能的比值就是电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率.
(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
P保
P热=
U2
R1+R2
U2
R1=
R1
R1+R2=[48.4Ω/48.4Ω+484Ω]=[1/11].
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)16min40s=1000s;
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=
U2
R1t=
(220V)2
48.4Ω×1000s=106J,
所以电能转化为内能的效率为η=[Q/W]=
8.4×105J
106J=84%.
答:电能转化为内能的效率为84%.
点评:
本题考点: 电功率的计算;熔化与熔化吸热特点;物理量的单位及单位换算;能量利用效率.
考点点评: 本题考查电功率、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.