Question

（2012?永州）電壓力鍋集高壓鍋和電飯鍋于一體，既安全又節(jié)能，“美的”牌某型號電壓力鍋銘牌如下表所示．其工作原理如圖所示，A為密閉鍋體，R₁、R₂分別是主加熱器和保溫加熱器，L是用來指示電壓力鍋保溫狀態(tài)的發(fā)光二極管（電阻忽略不計(jì)），S₁為電源開關(guān)．閉合開關(guān)S₁后，電路通過R₁對電壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105℃時(shí)，鍋體向下移動，壓力開關(guān)S₂與觸點(diǎn)a斷開，與b點(diǎn)接通，電路通過R₂對電壓力鍋保溫．求：
（1）電壓力鍋正常加熱工作時(shí)，通過加熱電阻R₁的電流是多大？
（2）電壓力鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)時(shí)，家庭電路電壓發(fā)生變化降為198V，此時(shí)保溫電阻R₂消耗的實(shí)際電功率是多大？
（3）用該電壓力鍋對2kg、20℃的水正常加熱到69.5℃，電壓力鍋加熱的時(shí)間是多少？已知消耗的電能有90%被用來給水加熱．水的比熱容c=4.2×10³J/（kg?℃）：

美的電壓力鍋
額定電壓	220V
額定功率	加熱	1100W
	保溫	20W
電源頻率	50Hz

Answer 1

分析：（1）已知加熱時(shí)電壓力鍋的功率和電壓，根據(jù)P=UI求出通過加熱電阻R₁的電流；
（2）發(fā)光二極管電阻忽略不計(jì)時(shí)，根據(jù)P=

U2

R

求出電阻R₂的電阻，再根據(jù)P=

U2

R

求出家庭電路電壓變化為198V時(shí)的實(shí)際功率；
（3）根據(jù)Q=cm△t表示出水吸收的熱量，根據(jù)題意得出加熱時(shí)電飯鍋釋放的熱量，再根據(jù)W=Pt求出加熱時(shí)間．

解答：解：（1）由P=UI得電壓力鍋正常加熱的電流：
I₁=

P1

U

=

1100W

220V

=5A；
（2）由P=

U2

R

得：
R₂=

U2

P2

=

(220V)2

20W

=2420Ω，
電飯鍋實(shí)際消耗的電功率：
P_實(shí)=

U 2

R 2

=

(198V)2

2420Ω

=16.2W；
（3）水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）
由加熱消耗的電能90%被水吸收有：Q_吸=0.9W_電，
根據(jù)W=Pt得：
加熱時(shí)間t=

W

P

=

Q吸

90%P加熱

=

cm△t

90%P加熱

=

4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(69.5℃-20℃)

90%×1100W

=420s．
答：（1）電壓力鍋正常加熱工作時(shí)，通過加熱電阻R₁的電流是5A；
（2）電壓力鍋進(jìn)入保溫狀態(tài)時(shí)，家庭電路電壓發(fā)生變化降為198V，此時(shí)保溫電阻R₂消耗的實(shí)際電功率是16.2W；
（3）用該電壓力鍋對2kg、20℃的水正常加熱到69.5℃，電壓力鍋加熱的時(shí)間是420s．

點(diǎn)評：本題考查了電功與熱量的簡單計(jì)算，涉及到吸熱公式、電功率公式和效率公式的靈活應(yīng)用，會分析電飯鍋加熱時(shí)和保溫時(shí)的電路是解決本題的關(guān)鍵．