Question

電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優(yōu)點于一體，既安全又環(huán)保。圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，右表是其部分參數。其中R₂是主加熱器，R₁是保壓加熱器。接通電路后，開關S自動與觸點b接通，開始加熱。當鍋內溫度達到105℃時，開關S自動與b斷開，并與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，且未沸騰。現將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：
 
(1)電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的電流。
(2)電壓力鍋多少秒后開始保壓?
(3)電壓力鍋在此30min內消耗的電能。

Answer 1

（1）4.5A
（2）1120s
（3）1.256×10⁶J

解析解：（1）當壓力鍋處于加熱狀態(tài)時，R₁、R₂并聯同時工作，
根據P＝UI，所以加熱狀態(tài)時電流I＝＝4.5A；
（2）3L水的質量m_水＝ρV＝1.0×10³kg/m³×3×10^－3m³=3kg；
所以水吸收的熱量Q_吸＝cm△t=4.2×10³J/(kg·℃)×3kg×(105℃－25℃)=1.008×10⁶J；
因為Q_吸＝90%W_總；
所以鍋內溫度達到105℃所用的時間t₁==1120s；
（3）保壓時間t₂=t－t₁=1800s－1120s=680s；
保壓消耗電能W₂＝P₂t₂=200W×680s=0.36×10⁵J；
加熱消耗電能W₁＝P_總t₁=1000W×1120s=1.12×10⁶J；
所以30min消耗總電能W＝W₁+W₂＝1.256×10⁶J。
考點：電熱、電功率的計算。
分析：（1）壓力鍋的加熱狀態(tài)是功率較大的狀態(tài)，即的電阻最小，故應該是兩電阻并聯；兩電熱器同時工作，其總功率為800W+200W=1000W，再根據電功率的公式求電流的大��；（2）開始保壓時，即是溫度達到105℃時，故我們先計算出這3L水由25℃加熱到105℃時所吸收的熱量，然后再根據熱效率，計算出應該消耗的電能，從而再計算出應該用多長時間電熱器才能放出這些能量，即可求出時間來；（3）主要應該區(qū)分出這30min內多長時間用來保壓，多長時間用來加熱，然后再計算消耗的總電能；通過（2）問的時間，可得出加熱的時間與保壓的時間，分別乘相應的功率即可得出相應的電能，然后再相加即可。