Question

16．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，具有省時(shí)、省電、安全、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，是廚房電器的升級(jí)產(chǎn)品．圖是某型號(hào)電壓力鍋工作電路簡圖，下表是其部分參數(shù)．其中R₁是主加熱器，R₂是保壓加熱器．接通電路后，開關(guān)s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)S自動(dòng)與a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．現(xiàn)將3.3L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：

額定電壓（V）	220
主加熱器額定功率（W）	880
保壓加熱器額定功率（W）	220
保壓溫度（℃）	105
最大容積（L）	5

（1）電壓力鍋保溫時(shí)R₂的阻值是多大？
（2）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的總電流為多大？
（3）電壓力鍋多少秒后開始保壓？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)保壓加熱器額定功率和額定電壓可求得電壓力鍋保溫時(shí)R₂的阻值；
（2）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；
（3）先根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，再根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水溫度達(dá)到105℃時(shí)吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，再根據(jù)W=Pt求出電壓力鍋多需要多少時(shí)間開始保壓；

解答 解：（1）保溫時(shí)，加熱器R₂工作，加熱器電功率P₂=220W，
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{220W}$=220Ω；
（2）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的功率P_主加熱=880W，P_保壓加熱=220W，
根據(jù)P=UI可得，電壓力鍋中的電流：
I=$\frac{{P}_{主加熱}+{P}_{保壓加熱}}{U}$=$\frac{880W+220W}{220V}$=5A；
（3）水的體積V=3.3L=3.3dm³=3.3×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×3.3×10^-3m³=3.3kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×3.3kg×（105℃-25℃）=1.1088×10⁶J，
消耗的電能：90%W_加熱=Q_吸=90%×1.1088×10⁶J=9.9792×10⁵，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$，電壓力鍋加熱到開始保壓的時(shí)間：
t_加熱=$\frac{W}{{P}_{加熱}}$=$\frac{9.9792×1{0}^{5}J}{1100W}$=907.2s；
答：（1）電壓力鍋保溫時(shí)R₂的阻值是220Ω；
（2）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時(shí)的總電流為5A；
（3）電壓力鍋907.2s后開始保壓．

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)鍵是知道正常工作24min是指加熱時(shí)間和保壓時(shí)間的和．