Question

（2010?茅箭區(qū)模擬）生活在高原的人們常用壓力鍋煮食物，如圖是電壓力鍋和它的工作電路圖．其工作電壓U=220V，R₁為工作時(shí)的加熱電阻，標(biāo)有額定功率為800W，R₂為保溫電阻，且R₂=2R₁，S₁為壓力開關(guān)，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)S₁會(huì)自動(dòng)斷開，S₂為限時(shí)開關(guān)，可以設(shè)定加熱時(shí)間．求：
（1）當(dāng)鍋內(nèi)氣壓為150KPa時(shí)，鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋（400cm²）的壓力多大？
（2）壓力鍋正常工作時(shí)，R₁的阻值多大？
（3）若用此壓力鍋煮骨頭湯，S₂限時(shí)60min，S₁、S₂同時(shí)閉合，工作30min后，S₁達(dá)到限壓值斷開，S₂閉合至限時(shí)結(jié)束．此過程中共消耗多少電能？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鍋內(nèi)氣壓P=150千帕，S=400cm²利用壓強(qiáng)公式變形F=PS即可求出鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力；
（2）根據(jù)高壓鍋的額定功率P=800W和額定電壓U=220V，利用R=

U2

P

即可求出R₁阻值；
（3）先根據(jù)R₂=2R₁，求出R₂正常工作時(shí)的功率P₂，再根據(jù)電壓力鍋煮骨頭湯，過程中共消耗電能為W=W₁+W₂=P₁t₁+P₂t₂，即可求出此過程中共消耗多少電能．

解答：解：（1）鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力F=PS=1.5×10⁵Pa×0.04m²=6×10³N
（2）R1=

U2

P1

=

(220V)2

800W

=60.5Ω 
（3）P2=

U2

R2

=

U2

2R1

=

1

2

P1=400W 
W=W₁+W₂=P₁t₁+P₂t₂=0.8kW×0.5h+0.4kW×1h=0.8kW?h=2.88×10⁶J
答：（1）當(dāng)鍋內(nèi)氣壓為150KPa時(shí)，鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋（400cm²）的壓力為6×10³N；
（2）壓力鍋正常工作時(shí)，R₁的阻值為60.5Ω；
（3）此過程中共消耗的電能為2.88×10⁶J．

點(diǎn)評(píng)：此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，有一定的拔高難度，通過此類題目的練習(xí)，進(jìn)一步學(xué)生提高分析問題和解決問題的綜合能力，又增強(qiáng)了學(xué)生收集信息與處理信息的能力．