Question

某型號(hào)電壓力鍋的額定電壓為220V，如圖是其工作原理簡(jiǎn)圖．發(fā)熱板由主加熱器R₁和保壓加熱器R₂組成，R₁的額定功率為800W，R₂的阻值為242Ω．接通電路，開(kāi)關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b閉合，開(kāi)始加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105℃時(shí)，S自動(dòng)與a、b斷開(kāi)，并與觸點(diǎn)c接通，開(kāi)始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰．求：
（1）電壓力鍋正常工作并且處于加熱狀態(tài)時(shí)，發(fā)熱板加熱的總電功率有多大？
（2）用該壓力鍋對(duì)4kg、20℃的水加熱，正常工作20min后，求水溫升高到多少攝氏度？已知消耗的電能有84%被水吸收，水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）．
（3）在保壓狀態(tài)下，發(fā)熱板正常工作30min消耗的電能有多少？

Answer 1

（1）電壓力鍋正常工作并且處于加熱狀態(tài)時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，
R₂的電功率：P₂=

U2

R2

=

(220V)2

242Ω

=200W，
則發(fā)熱板加熱的總功率P=P₁+P₂=800W+200W=1000W；
（2）該壓力鍋對(duì)正常工作并且處于加熱狀態(tài)20min后，消耗的電能：
W=Pt=1000W×20×60s=1.2×10⁶J，
水吸收的熱量：
Q=84%W=84%×1.2×10⁶J=1.008×10⁶J，
水的溫度變化：
△t=

Q

cm

=

1.008×106J

4.2×103J/(kg?℃)×4kg

=60℃，
水溫升高到t=20℃+60℃=80℃；
（3）在保壓狀態(tài)下，R₂單獨(dú)接入電路，發(fā)熱板正常工作30min消耗的電能：
W=P₂t=200W×30×60s=3.6×10⁵J．
答：（1）電壓力鍋正常工作并且處于加熱狀態(tài)時(shí)，發(fā)熱板加熱的總電功率為1000W；
（2）用該壓力鍋對(duì)4kg、20℃的水加熱，正常工作20min后，水溫升高到80℃；
（3）在保壓狀態(tài)下，發(fā)熱板正常工作30min消耗的電能3.6×10⁵J