Question

【題目】如圖所示，是家用保溫式電壓力鍋和它的電路原理圖，S是手動、溫控一體開關(guān)﹣﹣必須用外力按下才能閉合，但當(dāng)鍋底溫度達(dá)到大約103℃以上時(shí)，會自動彈起斷開進(jìn)入保溫狀態(tài)．已知R2=792Ω，電飯鍋的額定加熱功率為550W．

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
容積	3L
額定功率	550W
電熱效率	84%

（1）電壓力鍋內(nèi)的水可以加熱到103℃才沸騰，是因?yàn)?/span> 增大使液體的沸點(diǎn)升高．

（2）當(dāng)電壓力鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，保溫功率是多大？

（3）當(dāng)電壓力鍋處于正常加熱狀態(tài)時(shí)，將2kg的水從20℃加熱到75℃需要多少時(shí)間？

Answer 1

【答案】（1）液體表面的氣壓；

（2）保溫功率為55W；

（3）壓力鍋工作時(shí)間為1000s

【解析】試題分析：（1）液體的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān)，氣壓越大沸點(diǎn)越高；

（2）當(dāng)S閉合時(shí)，電阻R2被短路，此時(shí)電路消耗的功率為P=；當(dāng)S斷開時(shí)，兩只電阻串聯(lián)，電路消耗的功率為P′=．比較P和P′大小確定兩種情況對應(yīng)的工作狀態(tài)，進(jìn)一步確定保溫功率的大小；

（3）已知水的比熱容、質(zhì)量、初溫度和末溫度，可以得到水吸收的熱量；已知壓力鍋的電熱效率和需要的熱量，可以得到消耗的電能；已知消耗的電能和加熱功率，可以得到工作時(shí)間．

解：

（1）液體沸點(diǎn)隨氣壓的增大而升高，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，當(dāng)表面氣壓大于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，水的沸點(diǎn)會高于100℃，達(dá)到103℃；

（2）當(dāng)S閉合時(shí)，電阻R2被短路，電路消耗的功率為P=；

當(dāng)S斷開時(shí)，兩只電阻串聯(lián)，電路消耗的功率為P′=，

因?yàn)?/span>P＞P′，所以S閉合時(shí)為加熱狀態(tài)，

因?yàn)?/span>P=，

所以R1的阻值為R1===88Ω，

當(dāng)S斷開時(shí)，壓力鍋的保溫功率為P保溫===55W；

（3）水吸收的熱量為Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J；

因?yàn)?/span>η=，

所以消耗的電能為W===5.5×105J；

因?yàn)?/span>P=，

所以電壓力鍋正常工作時(shí)間為t===1000s．

答：（1）液體表面的氣壓；

（2）保溫功率為55W；

（3）壓力鍋工作時(shí)間為1000s．