Question

【題目】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．如圖是某型號(hào)電壓力鍋工作電路簡(jiǎn)圖，表中是其部分參數(shù)．其中R1是主加熱器，R2是保壓加熱器． 接通電路后，開關(guān)s自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b接通，開始加熱．當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到105℃時(shí)，開關(guān)S自動(dòng)與a、b斷開，并與觸點(diǎn)c接通，開始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰．現(xiàn)將3L初溫為25℃的水加入壓力鍋中，接通電路使其正常工作30min．已知消耗的電能有90%被有效利用，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）．求：

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

（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流．
（2）電壓力鍋多少秒后開始保壓？
（3）電壓力鍋在此30min內(nèi)消耗的電能．

Answer 1

【答案】
（1）解：電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的功率P主加熱=800W，P保壓加熱=200W，

根據(jù)P=UI可得，電壓力鍋中的電流：

I= = ≈4.5A

答：電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流約為4.5A

（2）解：根據(jù)ρ= 可得，水的質(zhì)量：

m=ρV=1×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg，

水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×3kg×（105℃﹣25℃）=1.008×106J，

∵η= ×100%=90%，

∴消耗的電能：

W加熱= = =1.12×106J，

根據(jù)W=Pt，電壓力鍋加熱到開始保壓的時(shí)間：

t加熱= = =1120s

答：電壓力鍋1120s后開始保壓

（3）解：此30min內(nèi)保溫的時(shí)間：

t保溫=t﹣t加熱=30×60s﹣1120s=680s，

保溫時(shí)消耗的電能：

W保溫=P保溫t保溫=200W×680s=1.36×105J，

電壓力鍋在此30min內(nèi)消耗的電能：

W=W加熱+W保溫=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J

答：電壓力鍋在此30min內(nèi)消耗的電能為1.256×106J

【解析】（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）先根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，再根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出水溫度達(dá)到105℃時(shí)吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，再根據(jù)W=Pt求出電壓力鍋多需要多少時(shí)間開始保壓；（3）30min減去加熱到保溫的時(shí)間即為保溫時(shí)的時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出保溫時(shí)消耗的電能，然后加上加熱時(shí)消耗的電能即為電壓力鍋在此30min內(nèi)消耗的電能．