Question

9．電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優(yōu)點(diǎn)于一體，既安全又環(huán)保．圖是某型號(hào)電壓力鍋工作電路簡(jiǎn)圖，如表是其部分參數(shù)．其中R₁是主加熱器，R2是保壓加熱器．接通電路后，開(kāi)關(guān)s自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b接通，開(kāi)始加熱．當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到105℃時(shí)，開(kāi)關(guān)S自動(dòng)與a、b斷開(kāi)，并與觸點(diǎn)c接通，開(kāi)始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰．現(xiàn)將3kg初溫為25℃的水加入壓力鍋中，接通電路使其正常工作30min．若消耗的電能全部被有效利用．求：
（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流．
（2）保壓狀態(tài)R₂的電阻值．
（3）電壓力鍋里的水加熱到105℃時(shí)需吸收的熱量．
（4）電壓力鍋里的水加熱到105℃時(shí)，電壓力鍋正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？

額定電壓（V）	220
主加熱器額定功率（W）	800
保壓加熱器額定功率（W）	200
保壓溫度（℃）	105
最大容積（L）	5

Answer 1

分析 （1）（1）加熱狀態(tài)時(shí)的功率等于主加熱器額定功率和保壓加熱器額定功率之和，根據(jù)P=UI求出電壓力鍋中的電流；
（2）利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出保壓狀態(tài)的電阻；
（3）利用吸熱公式求出吸收的熱量；
（4）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出加熱時(shí)間．

解答 解：（1）接通電路后，開(kāi)關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b接通，開(kāi)始加熱．電阻R₁、R₂并聯(lián)，
電路消耗的總功率：P=P_主加熱+P_保壓加熱=800W+200W=1000W，
根據(jù)P=UI，電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.55A；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得保壓狀態(tài)時(shí)的電阻R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保}}$=$\frac{（220V）^{2}}{200W}$242Ω；
（3）水吸收的熱量為：Q=cm△t=4200J/（kg•℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×10⁶J；
（4）根據(jù)Q_吸=Q_放=W=Pt可得加熱時(shí)間；
由題知，Q_吸=Q_放=W=Pt=1.008×10⁶J，
t=$\frac{{Q}_{放}}{{P}_{總}(cāng)}$=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{1000W}$=1008s．
答：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流4.55A．
（2）保壓狀態(tài)R2的電阻值242Ω．
（3）電壓力鍋里的水加熱到105℃時(shí)需吸收的熱量1.008×10⁶J．
（4）電壓力鍋里的水加熱到105℃時(shí)，電壓力鍋正常工作1008s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到密度公式、吸熱公式、電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道正常工作30min是指加熱時(shí)間和保壓時(shí)間的和．