Question

【題目】【2016山東泰安卷】如圖所示是某型號(hào)電壓力鍋工作電路簡(jiǎn)圖，下表是其部分參數(shù)。接通電路后，開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b接通，1擋加熱器開始加熱。當(dāng)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度達(dá)到102℃時(shí)，開關(guān)S自動(dòng)與a、b斷開，并與觸點(diǎn)c接通，2擋加熱器工作，此時(shí)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度不變，保持鍋內(nèi)壓強(qiáng)不變，進(jìn)入保壓狀態(tài)�，F(xiàn)將質(zhì)量為2．0kg，初溫為36℃的混合物質(zhì)放入壓力鍋中，接通電路使其正常工作20min。假設(shè)加熱器產(chǎn)生的熱量全部被混合物質(zhì)吸收，混合物質(zhì)的比熱容（為）c=4．0×103J/（kg·℃）。求：

（1）R1 、R2的阻值。

（2）電壓力鍋加熱多少秒后開始保壓？

（3）電壓力鍋最后2min內(nèi)消耗的電能。

額定電壓/V	220
1擋加熱器額定功率/W	550
2擋加熱器額定功率/W	110
保壓溫度/℃	102
最大容積/dm3	3

Answer 1

【答案】（1）R1=110Ω，R2=440Ω；（2）960；（3）1．32×104J。

【解析】（1）由題意可知，開關(guān)S與觸點(diǎn)a、b接通時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電飯鍋處于1檔加熱狀態(tài)；開關(guān)S自動(dòng)與a、b斷開并與觸點(diǎn)c接通時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，電飯鍋處于2檔加熱狀態(tài)，因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以，1檔加熱時(shí)，R1消耗的電功率：P1=P加熱1﹣P加熱2=550W﹣110W=440W，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由P=U2/R可得，R1、R2的阻值分別為：R1=110Ω，R2=440Ω；（2）當(dāng)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度達(dá)到102℃時(shí)，開始保壓，則混合物質(zhì)溫度升高到102℃時(shí)所吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4．0×103J/（kg℃）×2kg×（102℃﹣36℃）=5．28×105J，因加熱器產(chǎn)生的熱量全部被混合物質(zhì)吸收，所以，由W=Q吸=Pt可得，從加熱到保壓的時(shí)間：t′=960s=16min；（3）由于電壓力鍋正常工作時(shí)間為20min，所以電壓力鍋?zhàn)詈?min處于保壓狀態(tài)，則消耗的電能：W=P加熱2t″=110W×2×60s=1．32×104J。