Question

1．某型號電壓力鍋的額定電壓為220V，如圖是其工作原理簡圖．發熱板是由主加熱器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，開關S自動與觸點a、b閉合，開始加熱，當鍋內水溫達到105攝氏度時，S自動與a、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，求：
（1）電壓力鍋正常工作并且處于加熱狀態時，發熱板加熱的總電功率有多大？
（2）用該壓力鍋對4kg、20℃的水加熱，正常工作20min后，求水溫升到到多少攝氏度．已知消耗的電能有84%被水吸收，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）
（3）在保壓狀態下上，發熱板正常工作30min消耗的電能有多少？

Answer 1

分析 （1）電壓力鍋正常工作并且處于加熱狀態時，R₁、R₂并聯，可根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算出R₂的電功率，加上R₁的電功率即為總功率；
（2）先利用W=Pt算出消耗的電能，并得出水吸收的熱量，利用△t=$\frac{Q}{cm}$可以算出水的溫度變化，并得出末溫；
（2）在保壓狀態下，R₂單獨接入電路，直接用W=Pt算出消耗的電能．

解答 解：（1）電壓力鍋正常工作并且處于加熱狀態時，R₁、R₂并聯，
R₂的電功率：P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{242Ω}$=200W，
則發熱板加熱的總功率P=P₁+P₂=800W+200W=1000W；
（2）該壓力鍋對正常工作并且處于加熱狀態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=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×4kg}$=60℃，
水溫升高到t=20℃+60℃=80℃；
（3）在保壓狀態下，R₂單獨接入電路，發熱板正常工作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時，發熱板加熱的總電功率為1000W；
（2）用該壓力鍋對4kg、20℃的水加熱，正常工作20min后，水溫升高到80℃；
（3）在保壓狀態下，發熱板正常工作30min消耗的電能3.6×10⁵J

點評 本題考查電功率、電能、吸收熱量和升高溫度的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，重點是對電路圖的分析，這也是本題的難點．