小明观察家里的电饭锅铭牌：额定电压为220Ⅴ，保温时电热丝功率为20W，但加热功率已经磨损，电饭锅的工作原理如图所示，通过单刀双掷开关S调节加热和保温两种状态，R0为电热丝．他想

Question

小明观察家里的电饭锅铭牌：额定电压为220Ⅴ，保温时电热丝功率为20W，但加热功率已经磨损，电饭锅的工作原理如图所示，通过单刀双掷开关S调节加热和保温两种状态，R₀为电热丝．他想利用家里的电能表测出它的加热功率，于是他关闭了家里所有其它用电器，只让电饭锅工作，观察了电能表，发现上面标有“3000R/kW•h”，请你帮助小明解决下列问题．
（1）电饭锅在加热状态时，开关S应与触点______连接；
（2）他发现正常加热了6min电饭锅就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则该电饭锅的
加热功率是______W；
（3）如果该电饭锅正常加热消耗了6.72×10⁵J电能，这些能量如果全部被水吸收，能将______kg水在1标准大气压下由20℃加热至沸腾〔水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）〕；
（4）保温10min，电热丝R₀产生的热量为______J．

Answer 1

（1）由电路图可知，开关与触点2连接时，电阻R被短路，只有电热丝R₀接入电路，此时电路电阻最小，电路电功率最大，电饭煲处于加热状态．
（2）电饭煲消耗的电能W=(300R)/(3000R/KW•h)=0.1kW•h=3.6×10⁵J，
电饭煲的加热功率P_加热=(W)/(t)=(3.6×105J)/(360s)=1000W；
（3）在1标准大气压下水的沸点是100℃，
由Q=cm△t可得，水的质量m=(Q)/(c△t)=(6.72×105J)/(4.2×103J/(Kg•℃)×(100℃−20℃))=2kg；
（4）由P=UI=(U2)/(R)可得，(P保温)/(P加热)=((U2)/(R0+R))/((U2)/(R0))=(R0)/(R+R0)=(20W)/(1000W)=(1)/(50)，
故(R0)/(R)＝(1)/(49)；
保温10min，电饭煲共产生热量Q=W=Pt=20W×600s=12000J；
由R₀和R串联及Q=I²Rt可得，R₀和R产生热量之比为1：49，
故保温10min，电热丝R₁产生的热量为240J．
故答案为：（1）2；（2）1000；（3）2；（4）240．