如图是家用电饭锅的简化电路示意图,S1是限温开关,靠手动闭合,当温度达到103℃时自动断开,不能自动闭合.S2是自动开关,当温度超过80℃时自动断开,温度低于70℃时自动闭合.电阻R2的阻值是1896Ω,R1是工作电阻,阻值为40Ω.锅中放好适量的米和水,接入家庭电路,闭合手动开关S1后,电饭锅就能自动煮好米饭并保温.则( )
A.加热过程中,电饭锅的工作电流为0.12A
B.当温度低于70℃时,电饭锅消耗功率为1000W
C.当温度超过80℃时,电饭锅消耗功率为25W
D.保温过程中电饭锅消耗的电功率是在50W和1210W两个值之间跳动
相关知识:
(1)在同一电路中,通过某一导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,这就是欧姆定律。
(2)物理学名词,电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量,用P表示,它的单位是瓦特(Watt),简称"瓦",符号是W。
作为表示电流做功快慢的物理量,一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所消耗的电能。如果在"t"(SI单位为s)这么长的时间内消耗的电能“W”(SI单位为J),那么这个用电器的电功率 就是P=W/t(定义式)电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。
解:(1)根据电路图可知电饭锅加热过程中,R2被短路只有R1工作,∵I=UR,∴工作电流I=UR1=220V40Ω=5.5A,故A选项错.
(2)温度低于70℃时,S2是自动闭合,电饭锅加热,R2被短路只有R1工作,∵P=U2R,∴加热过程电饭锅消耗的功率为P加=U2R1=(220V)240Ω=1210W;故B选项错.
(3)当温度超过80℃时,S2开关自动断开,R1、R2串联工作,∵P=U2R,∴保温过程电饭锅消耗的功率为P保=U2R1+R2=(220V)240Ω+1896Ω=25W;故C选项正确.
(4)由上计算可知:保温过程中电饭锅消耗的电功率是在25W和1210W两个值之间跳动;故D选项错.故选C.
解析:
(1)根据电路图可知电饭锅加热过程中,R2被短路只有R1工作,根据I=UR即可求出工作电流.(2)根据电路图可知温度低于70℃时,S2是自动闭合,电饭锅加热,R2被短路只有R1工作,根据P=U2R求出电饭锅消耗的功率;(3)当温度超过80℃时,S2开关自动断开,R1、R2串联工作,根据P=U2R求出电饭锅消耗的功率;(4)根据S2开关闭合和断开时的功率可知,电功率的变化范围.
考点点评:
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,要正确分析电路的结构变化,关键是公式及其变形的灵活运用.