图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如图丙所示,求:
(1)低温挡加热时电流的大小;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg·℃),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。
(1)2A; (2) 55Ω;(3)360s
【解析】(1)电热丝R1的电功率为
根据表格数据可知道,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于低温档,则低温挡加热时电流的大小为
(2)根据可知,只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于中温档,P2=880W,电热丝R2的阻值为
(3)当S1、S2都闭合时,电热丝R1、R2并联,电路总电阻最小,由可知,电饭锅处于高温档,则高温档的功率为
2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃吸收的热量为
不计热量损失,需要消耗的电能为
由可得,将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为
答:(1)低温挡加热时电流的大小为2A;
(2)电热丝R2的阻值为55Ω
(3)将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为360s。