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小林家中有一个新型液晶数字显示的电能表,周末.他利用这个电能表完成了家中用电器许多物理量的测量.如表是小林记录妈蚂在做早饭时的情形,电路中的电压为220V.做饭时只使用以下

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小林家中有一个新型液晶数字显示的电能表,周末.他利用这个电能表完成了家中用电器许多物理量的测量.如表是小林记录妈蚂在做早饭时的情形,电路中的电压为220V.做饭时只使用以下两种用电器.不考虑电路中其他损耗,问:
读电能表的时间/min062632
电能表读数/kW•h150150.10151.10151.15
用电器的工作情况启动电烤箱烘制蛋糕开启电炒锅,并设置在高温档关闭电烤箱,并将电炒锅调至低温档关闭所有用电器
(1)电烤箱的电功率是多大?
(2)整个过程中通过电能表的最大电流是多大?(结果保留两位小数)
(3)如果电炒锅的内部电路如图所示,电阻R1和R2的阻值是多大.
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▼优质解答
答案和解析
(1)由表格数据可知,0~6min内电烤箱单独工作,消耗的电能:
W电烤箱=W2-W1=150.10kW•h-150kW•h=0.1kW•h,
电烤箱的电功率:
P电烤箱=
W电烤箱
t
=
0.1kW•h
6
60
h
=1kW=1000W;
(2)由表格数据可知,6min~26min内电烤箱和电炒锅高温档同时工作,此时电路中的总电流最大,
电路消耗的电能:
W=W2-W1=151.10kW•h-150.10kW•h=1kW•h,
电路的总功率:
P=
W
t′
=
1kW•h
10
60
h
=6kW=6000W,
由P=UI可得,电路的最大电流:
I=
P
U
=
6000W
220V
≈27.27A;
(3)电炒锅高温档的电功率:
P=P-P电烤箱=6000W-1000W=5000W,
由表格数据可知,26min~32min内电炒锅低温档工作,此时消耗的电能:
W电烤箱′=W4-W3=151.15kW•h-151.10kW•h=0.05kW•h,
电烤箱的电功率:
P=
W电烤箱′
t″
=
0.05kW•h
6
60
h
=0.5kW=500W,
由电路图可知,开关S闭合时,电路为R2的简单电路,电炒锅处于高温档,
由P=
U2
R
可得,R2的阻值:
R2=
U2
P
=
(220V)2
5000W
=9.68Ω,
开关S闭合时R1与R2串联,电炒锅处于低温档,
此时电路中的总电阻:
R=
U2
P
=
(220V)2
500W
=96.8Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R1的阻值:
R1=R-R2=96.8Ω-9.68Ω=87.12Ω.
答:(1)电烤箱的电功率是1000W;
(2)整个过程中通过电能表的最大电流是27.27A;
(3)电阻R1的阻值为87.12Ω,R2的阻值为9.68Ω.
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