养生壶采用高科技温控和过热保护系统，免看管，全自动保温．如图甲所示是小梦家的养生壶，它有高挡、低挡、保温三个功能，下表是其部分参数，图丙是它的高挡和低挡的工作电路图，

Question

养生壶采用高科技温控和过热保护系统，免看管，全自动保温．如图甲所示是小梦家的养生壶，它有高挡、低挡、保温三个功能，下表是其部分参数，图丙是它的高挡和低挡的工作电路图，其中R₁、R₂为定值电阻，R₁=33Ω．
（1）求该养生壶低挡时的电功率是多少？
（2）小梦某次煲汤时，先用高挡加热总质量为2kg的水和大米混合物，使温度从20℃上升到100℃，然后换低挡加热，最后保温，图丁是工作信息图象．求该养生壶用髙挡加热的效率是多少？1水和大米混合物的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）]

Answer 1

（1）当开关S、S₁闭合时，电路为R₂的简单电路，电路中的总电阻最小，养生壶的功率最大，处于高档，由P=UI=(U2)/(R)可得，R₂的阻值：
R₂=(U2)/(P高)=((220V)2)/(550W)=88Ω；
当开关S闭合、S₁断开时，R₁与R₂串联，电路的总电阻最大，养生壶的功率最小，处于低档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
该养生壶低挡时的电功率：
P_低=(U2)/(R1+R2)=((220V)2)/(33Ω+88Ω)=400W；
（2）水和大米混合物吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
由图丁可知，高温档的加热时间t_高=25min=1500s，
由P=(W)/(t)可得，消耗的电能：
W=P_高t_高=550W×1500s=8.25×10⁵J，
该养生壶用髙挡加热的效率：
η=(Q吸)/(W)×100%=(6.72×105J)/(8.25×105J)×100%≈81.5%．
答：（1）该养生壶低挡时的电功率是400W；
（2）该养生壶用髙挡加热的效率是81.5%．