（2013•遂宁）小明观察家里的电饭煲铭牌：额定电压为220V，保温功率为20W，但加热功率已经磨损，电饭煲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，R1为电热丝．

Question

（2013•遂宁）小明观察家里的电饭煲铭牌：额定电压为220V，保温功率为20W，但加热功率已经磨损，电饭煲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，R₁为电热丝．他想利用家里得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，只让电饭煲工作，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）电饭煲在加热状态时，开关S应与触点______连接；
（2）他发现正常加热了6min电饭煲就转为保温状态，在这6min内电能表转盘刚好转了300转，则电饭煲的加热功率是______W；
（3）如果该电饭煲正常加热消耗了6.72×10⁵J电能，这些能量全部被水吸收，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R₁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R₁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=(1kW•h)/(3000R)×300R=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℃，
∵Q=cm△t，
∴水的质量m=(Q)/(c△t)=(6.72×105J)/(4.2×103J/(kg•℃)×(100℃−20℃))=2kg；
（4）∵P=(U2)/(R)，∴R=(U2)/(P)，
(R1+R)/(R1)=((U2)/(P保温))/((U2)/(P加热))=(P加热)/(P保温)=(1000W)/(20W)=50，则R₁=(R)/(49)，
通过串联电阻的电流相等，(P1)/(PR)=(I2R1)/(I2R)=(1)/(49)，
保温时，电热丝R₁的功率P₁=(P1)/(P1+PR)P_保温=(1)/(1+49)×20W=0.4W，
保温10min，电热丝R₁产生的热量为Q=P₁t=0.4W×600s=240J．
故答案为：（1）2；（2）1000；（3）2；（4）