15. 小明设计了一款简易烘干器模型,其简化电路如题15图甲所示。电源电压恒为12V,Rₜ为一种特殊的发热电阻,其阻值随温度变化的关系如题15图乙所示。只闭合$S_1$时,照明灯L正常发光,通过灯L的电流为0.1A。求：
(1)灯泡正常发光时的功率；
(2)灯泡正常发光100s消耗的电能；
(3)当温度为60℃时,Rₜ的阻值为______Ω,此时Rₜ消耗的功率达到最大；
(4)电阻Rₜ以最大功率工作10s产生的热量。

(1)
(2)
(3)
(4)

(1)只闭合$S_1$时，电路为$L$的简单电路，照明灯$L$正常发光，电源电压$U = 12V$，通过灯$L$的电流$I_L = 0.1A$，根据$P = UI$，可得灯泡正常发光时的功率$P_L = UI_L = 12V×0.1A = 1.2W$。
(2)根据$W = Pt$，已知$P_L = 1.2W$，$t = 100s$，则灯泡正常发光$100s$消耗的电能$W_L = P_Lt = 1.2W×100s = 120J$。
(3)由图乙可知，当温度为$60^{\circ}C$时，$R_t$的阻值为$10Ω$。
(4)当$R_t$阻值为$10Ω$时，$R_t$消耗的功率最大，此时电路中电流$I=\frac{U}{R_t}=\frac{12V}{10Ω}=1.2A$，根据$Q = I^{2}R_tt$，$I = 1.2A$，$R_t = 10Ω$，$t = 10s$，可得$Q=(1.2A)^{2}×10Ω×10s = 144J$。
故答案依次为：(1)$1.2W$；(2)$120J$；(3)$10$；(4)$144J$。

16. 小明家电饭锅的简化电路如题16图所示,接通电源后闭合开关S,温度自动控制开关$S_1$可实现“加热”和“保温”状态的转换。设电源电压U = 220V,电饭锅加热功率P加热= 1210W,保温功率P保温= 110W,水的比热容c水$= 4.2×10^3J/(kg·℃)。$
(1)连接电饭锅的电线至少要能承受多大的电流？
(2)保温状态下,电饭锅每小时耗电多少度？
(3)某次测试中发现将2kg温度为25℃的水加热至100℃费时10min,则电饭锅的效率是多少？
(4)关闭家中其他用电器,只让该电饭锅在加热状态下工作6min,观察到标有“600r/(kW·h)”字样的电能表转盘转了60转,则小明家的实际电压是多少？

(1)由$P = UI$可知，接通电源且按下开关$S$，当温度自动控制开关$S_1$闭合时，电路中电阻较小，功率较大，电饭锅处于加热状态，由$P = UI$可得，通过电饭锅的电流$I = \frac{P_{加热}}{U} = \frac{1210 W}{220 V} = 5.5 A$，故连接电饭锅的电线至少要能承受$5.5A$的电流。
(2)保温状态下，电饭锅每小时耗电$W = P_{保温}t = 110 × 10^{- 3} kW × 1 h = 0.11 kW \cdot h$，即保温状态下，电饭锅每小时耗电$0.11$度。
(3)水吸收的热量$Q_{吸} = c_{水}m(t - t_{0}) = 4.2 × 10^{3} J/(kg \cdot^{\circ}C) × 2 kg × (100^{\circ}C - 25^{\circ}C) = 6.3 × 10^{5} J$，电饭锅消耗的电能$W_{电} = P_{加热}t = 1210 W × 10 × 60 s = 7.26 × 10^{5} J$，电饭锅的效率$\eta = \frac{Q_{吸}}{W_{电}} × 100\% = \frac{6.3 × 10^{5} J}{7.26 × 10^{5} J} × 100\% \approx 86.8\%$。
(4)电饭锅在加热状态下工作$6min$消耗的电能$W^{\prime} = \frac{60 r}{600 r/(kW \cdot h)} = 0.1 kW \cdot h$，电饭锅的实际功率$P_{实} = \frac{W^{\prime}}{t^{\prime}} = \frac{0.1 kW \cdot h}{\frac{6}{60} h} = 1 kW = 1000 W$，由$P = \frac{U^{2}}{R}$可得，电饭锅的加热电阻$R = \frac{U^{2}}{P_{加热}} = \frac{(220 V)^{2}}{1210 W} = 40\Omega$，由$P = \frac{U^{2}}{R}$可得，小明家的实际电压$U_{实} = \sqrt{P_{实}R} = \sqrt{1000 W × 40\Omega} = 200 V$。