Question

電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優(yōu)點于一體，既安全又環(huán)保．圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，右表是其部分參數(shù)．其中R₁是主加熱器，R₂是保壓加熱器．  接通電路后，開關s自動與觸點a接通，開始加熱．當鍋內溫度達到105℃時，開關S自動與a斷開，并與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，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/．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內消耗的電能．

Answer 1

【答案】分析：（1）加熱狀態(tài)時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P=UI求出電壓力鍋中的電流；
（2）先根據密度公式求出水的質量，再根據Q_吸=cm（t-t）求出水溫度達到105℃時吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，再根據W=Pt求出電壓力鍋多需要多少時間開始保壓；
（3）30min減去加熱到保溫的時間極為保溫時的時間，根據W=Pt求出保溫時消耗的電能，然后加上加熱時消耗的電能即為電壓力鍋在此30min內消耗的電能．
解答：解：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的功率P_主加熱=800W，P_保壓加熱=200W，
根據P=UI可得，電壓力鍋中的電流：
I==≈4.5A；
（2）根據ρ=可得，水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×3×10^-3m³=3kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t）=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W=Pt，電壓力鍋加熱到開始保壓的時間：
t_加熱===1120s；
（3）此30min內保溫的時間：
t_保溫=t-t_加熱=30×60s-1120s=680s，
保溫時消耗的電能：
W_保溫=P_保溫t_保溫=200W×680s=1.36×10⁵J，
電壓力鍋在此30min內消耗的電能：
W=W_加熱+W_保溫=1.12×10⁶J+1.36×10⁵J=1.256×10⁶J．
答：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的電流約為4.5A；
（2）電壓力鍋1120s后開始保壓；
（3）電壓力鍋在此30min內消耗的電能為1.256×10⁶J．
點評：本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到密度公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應用，關鍵是知道正常工作30min是指加熱時間和保壓時間的和．