Question

如图所示是某一电饭煲的电路图。S₁是一个手动限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点103 °C时，开关会自动断开。S₂是一个自动保温开关，当温度低于70 °C时，会自动闭合；温度高于80 °C时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R₁=R₂=500 Ω，加热电阻R₃=50 Ω，两灯电阻不计。

（1）分析电饭煲的工作原理；

（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；

（3）简要回答，如果不闭合开关S₁，能将饭煮熟吗？

Answer

（1）见解析 （2）12:1 （3）见解析

【解析】（1）电饭煲装上食物后，接上电源，双金属片保温开关S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时R1与黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80 °C时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103 °C时，开关S1自动跳起断开，这时饭已经煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。由于散热，待温度降至70 °C时，S2又自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 °C时，S2又自动断开，再次处于保温状态。

（2）加热时电饭煲消耗的电功率P1=，

保温时电饭煲消耗的功率P2=

两式中R并= Ω

从而有。

（3）如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1与黄灯被短路，功率为P1，当温度上升到80 °C时，S2自动断开，功率降为P2，温度降到70 °C，S2又自动闭合……温度只能在70～80 °C之间变化，不能把水烧开，故不能将饭煮熟。