题目
某一电饭锅，内部电路如图所示。R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源（220V 50Hz）、闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合。S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合．问：
（1）若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什么?
（2）在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S1的自动断电功能不起作用，这是为什么?
（3）在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少? 若电饭锅电能转化为内能的效率为84％，那么在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开，至少需要多长时间? |
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题型：计算题难度：偏难来源：北京专项题
所属题型：计算题
试题难度系数：偏难
答案
解：（1）不能，不闭合S1，电饭锅只能处在保温状态电饭锅内食物的温度不超过80℃；
（2）在1标准大气压下，水的沸点是100℃，所以S1自动断电功能不起作用；
（3）加热和保温电饭锅消耗的电功率之比： P加热/P保温= （U2/R1）/[U2/（R1＋R2）]=（R1＋R2）/R1=（48.4Ω＋484Ω）/48.4Ω=11/1，
一个标准大气压下，将水烧开须吸收的热量为：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×105J，所以Q放=Q吸/η=8.4×105J/84%=106J，由Q放=U2t /R1得：需要时间：t= Q放R1/U2=106J×48.4Ω/（220V）2=103s。 |
考点梳理
初中三年级物理试题“ 某一电饭锅，内部电路如图所示。R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；”旨在考查同学们对
焦耳定律的变形公式的应用、
热量的计算、
电热的防止和利用、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。
- 焦耳定律的变形公式的应用
- 热量的计算
- 电热的防止和利用
考点名称：焦耳定律的变形公式的应用
焦耳定律的推导公式：
，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。
电热器的“双挡”问题：
1．“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡” 和“低温挡”。根据
可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大。所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。
2．“双挡”的控制开关
(1)短路式
两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。
当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡。
(2)单刀双掷式
主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示。
当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。
焦耳定律的变形公式的应用：
纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件；事例：例如：电灯，电烙铁，熨斗，电炉等等，他们只；焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电；电热器的“双挡”问题：；1．“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”；2．“双挡”的控制开关；(1)短路式；两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所；当闭合开关时，有一个电焦耳定律的变形公式的应用
纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略。电压与电流同频且同相位。电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路。 基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。
事例：例如：电灯，电烙铁，熨斗，电炉等等，他们只是发热。它们都是纯电阻电路。但是，发动机，电风扇等，除了发热以外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路。白炽灯把90%以上的电能都转化为热能，只有很少转化为光能。所以，在中学电学计算中，白炽灯也近似看做纯电阻。而节能灯则大部分能量转换成了光能所以节能灯属于非纯电阻电路。这也是为什么白炽灯远比节能灯耗电的原因（节能灯几乎将电能全部转化为了光能）
考点名称：热量的计算
热量的概念：
热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。
热量的计算公式：
①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J)，
Q=c·m·Δt.
Q吸=c·m·(t-t0)
Q放=c·m·(t0-t)
(t0是初温;t是末温)
其中C是与这个过程相关的比热(容).
热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。
注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦
某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。
△T=(t1-t0)
②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W：总功)(热值与压强有关)
热量的单位：
Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J
m———表示某种燃料的质量———千克 kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg
考点名称：电热的防止和利用
电热的利用与防治：
利用：电流的热效应有非常普遍的应用，如电热毯、电熨斗、电烤箱等
防治：电视机长时间工作，会使后壳积累较多的热量从而影响寿命，需要散热
电热的作用与危害：
一、电热的利用
1 纯电阻电路就是指电流通过的电路中的所有的导体，电流所做的功全部转化为内能.这样的电路叫做纯电阻电路.
2 电热器就是一个纯电阻电路，人们利用它来作加热的设备：
例如： 电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉都是电热器.
电热器重要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电流通过电阻丝发出热量.
电热器清洁卫生，没有环境污染;热效率高;有的还可以方便地控制和调节温度等优点.
例如：电褥、电烘箱;家禽电热孵卵器，引发炸药的电热装置乃至高空飞行服里的电热保温装置，都是电热器，它们有不同的构造和用途，但原理都这样.
二、防止电热的危害
在电动机里，电流所做的功主要用来做机械功，但电流通过电动机里的电阻也会要产生热量这样的电路我们叫它非纯电阻电路)，会使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏，这就需要考虑散热，还要加快散热，有的电动机里随电动机转动装有风扇，同时把外壳作成如图所示的形状，都是为了迅速散热.
收音机、电视机等用电器也都是考虑散热，它们的机壳上都有散热孔.
电热和电功：
电热和电功是两个完全不同的概念，只有在纯电阻电路中(如电炉、电烙铁、电熨斗等)，电流做功消耗的电能全部转化成内能时，电热在数量上才与电功相等，Q=I2Rt=W=UIt=Pt=U2t／R，若导体不是纯电阻电路(如电动机，电视机，电冰箱等)。W=UIt=Pt>Q =I2Rt，电功中只有一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能量。
