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(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圖，右表是其部分參數(shù)。其中R₂是主加熱器，R₁是保壓加熱器。接通電路后，開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)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�，F(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：

 

(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）4.5A

（2）1120s

（3）1.256×10⁶J

【解析】

解：（1）當(dāng)壓力鍋處于加熱狀態(tài)時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)同時(shí)工作，

根據(jù)P＝UI，所以加熱狀態(tài)時(shí)電流I＝＝4.5A；

（2）3L水的質(zhì)量m_水＝ρV＝1.0×10³kg/m³×3×10^－3m³=3kg；

所以水吸收的熱量Q_吸＝cm△t=4.2×10³J/(kg·℃)×3kg×(105℃－25℃)=1.008×10⁶J；

因?yàn)?i>Q_吸＝90%W_總；

所以鍋內(nèi)溫度達(dá)到105℃所用的時(shí)間t₁==1120s；

（3）保壓時(shí)間t₂=t－t₁=1800s－1120s=680s；

保壓消耗電能W₂＝P₂t₂=200W×680s=0.36×10⁵J；

加熱消耗電能W₁＝P_總t₁=1000W×1120s=1.12×10⁶J；

所以30min消耗總電能W＝W₁+W₂＝1.256×10⁶J。

考點(diǎn)：電熱、電功率的計(jì)算。

分析：（1）壓力鍋的加熱狀態(tài)是功率較大的狀態(tài)，即的電阻最小，故應(yīng)該是兩電阻并聯(lián)；兩電熱器同時(shí)工作，其總功率為800W+200W=1000W，再根據(jù)電功率的公式求電流的大��；（2）開始保壓時(shí)，即是溫度達(dá)到105℃時(shí)，故我們先計(jì)算出這3L水由25℃加熱到105℃時(shí)所吸收的熱量，然后再根據(jù)熱效率，計(jì)算出應(yīng)該消耗的電能，從而再計(jì)算出應(yīng)該用多長時(shí)間電熱器才能放出這些能量，即可求出時(shí)間來；（3）主要應(yīng)該區(qū)分出這30min內(nèi)多長時(shí)間用來保壓，多長時(shí)間用來加熱，然后再計(jì)算消耗的總電能；通過（2）問的時(shí)間，可得出加熱的時(shí)間與保壓的時(shí)間，分別乘相應(yīng)的功率即可得出相應(yīng)的電能，然后再相加即可。