8. 下表为电烤箱的部分参数，该电烤箱的简化电路如图15-4-4所示。当开关$S$闭合时，电烤箱处于
高
温挡。当电烤箱在高温挡工作时，$1 \ \mathrm{min}$消耗的电能是
$6.6×10^{4}$
$\ \mathrm{J}$。
答案：8．高 $6.6×10^{4}$
1. 图15-4-5是电熨斗及其简化电路图。该电熨斗有高温挡和低温挡两个挡位，其工作电压为$220 \ \mathrm{V}$。$R_1$和$R_2$均为电熨斗中的加热元件，$R_1$阻值为$48.4 \ \Omega$。只闭合$S_1$时为低温挡，此时电熨斗的电功率为$440 \ \mathrm{W}$。求：
(1)当电熨斗在低温挡工作时，电路中的电流是多少安?
(2)电阻$R_2$的阻值是多少欧?
(3)该电熨斗在高温挡工作$10 \ \mathrm{s}$，产生的热量是多少焦?
答案：1．(1)$I_{低}=\frac{P_{低}}{U}=\frac{440W}{220V}=2A$ (2)$R_{总}=\frac{U^{2}}{P}=\frac{(220V)^{2}}{440W}=110\Omega$ $R_{2}=R_{总}-R_{1}=110\Omega-48.4\Omega=61.6\Omega$ (3)$P_{高}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220V)^{2}}{48.4\Omega}=1000W$ $Q=W=P_{高}t=1000W×10s=1×10^{4}J$
解析：
(1)解：由$P=UI$得，电路中的电流：
$I_{低}=\frac{P_{低}}{U}=\frac{440\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=2\ \mathrm{A}$
(2)解：低温挡时，$R_1$与$R_2$串联，由$P=\frac{U^{2}}{R}$得，总电阻：
$R_{总}=\frac{U^{2}}{P_{低}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^{2}}{440\ \mathrm{W}}=110\ \Omega$
$R_2=R_{总}-R_1=110\ \Omega - 48.4\ \Omega=61.6\ \Omega$
(3)解：高温挡时，$S_1$、$S_2$均闭合，$R_2$被短路，电路中只有$R_1$工作，电功率：
$P_{高}=\frac{U^{2}}{R_1}=\frac{(220\ \mathrm{V})^{2}}{48.4\ \Omega}=1000\ \mathrm{W}$
产生的热量：
$Q=W=P_{高}t=1000\ \mathrm{W}×10\ \mathrm{s}=1×10^{4}\ \mathrm{J}$
2. 图15-4-6为某品牌的电压力锅及其铭牌。在锅内装入质量为$2.5 \ \mathrm{kg}$、初温为$15 \ ^{\circ} \mathrm{C}$的食材，将其加热至$95 \ ^{\circ} \mathrm{C}$。[$c_{食材}=3.3 × 10^3 \ \mathrm{J} / ( \mathrm{kg} · \ ^{\circ} \mathrm{C} )$，$q_{天然气}=4.4 × 10^7 \ \mathrm{J} / \mathrm{m}^3$]
(1)当电压力锅处于加热状态时，其电阻和电路中的电流分别是多少?
(2)此过程中，食材吸收多少热量? 这些热量相当于完全燃烧多少天然气放出的热量?
(3)若该电压力锅的加热效率为$80 \%$，此加热过程需要多长时间?
答案：2．(1)$I=\frac{P}{U}=\frac{1100W}{220V}=5A$ $R=\frac{U}{I}=\frac{220V}{5A}=44\Omega$ (2)$\Delta t=t_{末}-t_{初}=95^{\circ}C-15^{\circ}C=80^{\circ}C$,$Q=c_{食材}m_{食材}\Delta t=3.3×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×2.5kg×80^{\circ}C=6.6×10^{5}J$,$V=\frac{Q}{q_{天然气}}=\frac{6.6×10^{5}J}{4.4×10^{7}J/m^{3}}=0.015m^{3}$ (3)$W=Q=6.6×10^{5}J$ $\eta=80\%$ $t=\frac{W}{P}=\frac{8.25×10^{5}J}{1100W}=750s$
解析：
(1)解：$I=\frac{P}{U}=\frac{1100\mathrm{W}}{220\mathrm{V}}=5\mathrm{A}$
$R=\frac{U}{I}=\frac{220\mathrm{V}}{5\mathrm{A}}=44\Omega$
(2)解：$\Delta t=t_{ 末}-t_{ 初}=95^{\circ}\mathrm{C}-15^{\circ}\mathrm{C}=80^{\circ}\mathrm{C}$
$Q=c_{ 食材}m_{ 食材}\Delta t=3.3×10^{3}\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·^{\circ}\mathrm{C})×2.5\mathrm{kg}×80^{\circ}\mathrm{C}=6.6×10^{5}\mathrm{J}$
$V=\frac{Q}{q_{ 天然气}}=\frac{6.6×10^{5}\mathrm{J}}{4.4×10^{7}\mathrm{J}/\mathrm{m}^{3}}=0.015\mathrm{m}^{3}$
(3)解：$W=\frac{Q}{\eta}=\frac{6.6×10^{5}\mathrm{J}}{80\%}=8.25×10^{5}\mathrm{J}$
$t=\frac{W}{P}=\frac{8.25×10^{5}\mathrm{J}}{1100\mathrm{W}}=750\mathrm{s}$
