Question

（2012?禪城區(qū)模擬）某型號電壓力鍋的額定電壓為220V，下圖是其工作原理圖．R₁、R₂分別是主加熱器和保壓加熱器，R₁的額定功率為800W．接通電路，開關(guān)S自動與觸點a、b閉合，開始加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達到105℃時，S自動與a、b斷開，并與觸點c接通．開始保壓，此時鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰．
（1）在保壓狀態(tài)下，加熱器正常工作1h耗電0.2kW?h，求R₂的阻值．
（2）用該壓力鍋對5L、20℃的水加熱，正常工作35min后，求水溫升高到多少攝氏度（已知消耗的電能有90%被有效利用）

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，開關(guān)接c，電飯鍋處于保壓狀態(tài)時，只有電阻R₂接入電路，根據(jù)題意由功率公式求出保壓功率，再由電功率公式P=

U2

R

的變形公式求出電阻阻值．
（2）由電功率的變形公式W=Pt及題意求出水所吸收的熱量，然后由熱量公式Q=cm（t-t₀）的變形公式可以求出水的溫度．

解答：解：（1）保壓時，加熱器的電功率P₂=

W2

t

=

0.2kW?h

1h

=0.2kW=200W，
∵P=

U2

R

，∴電阻R₂的阻值R₂=

U2

P2

=

(220V)2

200W

=242Ω．
（2）假設(shè)電壓力鍋在35min內(nèi)一直處于加熱狀態(tài)，
則水吸收的熱量Q_吸=η（P₁+P₂）t
Q_吸=90%×（800W+200W）×35×60s=1.89×10⁶J，
∵Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=c_水ρ_水V_水（t-t₀），
所以1.89×10⁶J=4.2×10³J/（kg?℃）×1×10³kg/m³×5×10^-3m³×（t-20℃），
解得：t=110℃，
由于鍋內(nèi)水溫達到105℃時，壓力鍋處于保壓狀態(tài)，溫度保持不變，所以吸熱后水溫升高到105℃．
答：（1）電阻R₂的阻值是242Ω．
（2）水溫升高到105攝氏度．

點評：本題考查電阻、電功率、吸收熱量和升高溫度的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，重點是對電路圖的分析，這也是本題的難點．