Question

2．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．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)．其中R₁是主加熱器，R₂是保壓加熱器．閉合開關(guān)S接通電路后，開關(guān)S₁自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b接通，開始加熱．當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到105℃時(shí)，開關(guān)S₁自動(dòng)與a、b斷開，并與觸點(diǎn)b接通，開始保壓．此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰．現(xiàn)將2L初溫為15℃的水放入壓力鍋中，經(jīng)過(guò)700s后電壓力鍋開始保壓，求：

額定電壓（V）	220
主加熱器額定功率（W）	1000
保壓加熱器額定功率（W）	210
保壓溫度（℃）	105
最大容積（L）	5

（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流．
（2）電壓力鍋加熱過(guò)程中消耗的電能．
（3）加熱過(guò)程中，消耗電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率．

Answer 1

分析 （1）加熱狀態(tài)時(shí)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(jù)P=UI求出電壓力鍋中的電流；
（2）根據(jù)W=Pt求出電壓力鍋加熱過(guò)程中消耗的電能；
（3）知道水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水溫度達(dá)到105℃時(shí)吸收的熱量，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%消耗電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率．

解答 解：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的功率P_主=1000W，P_保=210W，
由P=UI可得，電壓力鍋中的電流：
I=$\frac{{P}_{主}+{P}_{保}}{U}$=$\frac{1000W+210W}{220V}$=5.5A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，電壓力鍋加熱過(guò)程中消耗的電能：
W=（P_主+P_保）t=（1000W+210W）×700s=8.47×10⁵J；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（105℃-15℃）
=7.56×10⁵J，
加熱過(guò)程中，消耗電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{5}J}{8.47×1{0}^{5}J}$×100%≈89.3%．
答：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的電流為5.5A；
（2）電壓力鍋加熱過(guò)程中消耗的電能為8.47×10⁵J；
（3）加熱過(guò)程中，消耗電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率為89.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到密度公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道加熱狀態(tài)時(shí)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．