Question

【题目】如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，如表是其部分参数，接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1档加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，与触点c接通，2挡加热器工作，保持锅内温度和压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20min，假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热c=4.0×103J/（kg℃）。

额定电压/V	220
1挡加热器额定功率/W	550
2挡加热器额定功率/W	110
保压温度/℃	102
最大容积/dm3	3

求：
①R1、R2的阻值；
②电压力锅加热多少时间后开始保压？
③电压力锅最后2min内消耗的电能。

Answer 1

【答案】解：①由题意可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电饭锅处于1档加热状态；开关S自动与a、b断开并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于2档加热状态，因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，1档加热时，R1消耗的电功率：P1=P加热1﹣P加热2=550W﹣110W=440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P= 可得，R1、R2的阻值分别为：
R1= =110Ω，R2= =440Ω；
②当锅内混合物质温度达到102℃时，开始保压，
则混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.0×103J/（kg℃）×2kg×（102℃﹣36℃）=5.28×105J，
因加热器产生的热量全部被混合物质吸收，
所以，由W=Q吸=Pt可得，从加热到保压的时间：
t′= = =960s=16min；
③由于电压力锅正常工作时间为20min，所以电压力锅最后2min处于保压状态，
则消耗的电能：W=P加热2t″=110W×2×60s=1.32×104J。
答：①R1、R2的阻值依次为110Ω、440Ω；②电压力锅加热16min后开始保压；③电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J。
【解析】①由题意可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电饭锅处于1档加热状态；开关S自动与a、b断开并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于2档加热；加热功率减去保压状态的功率即为R1消耗的电功率，根据并联电路的电压特点和P= 求出R1、R2的阻值；②当锅内混合物质温度达到102℃时开始保压，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出混合物质吸收的热量，加热器产生的热量全部被混合物质吸收，根据Q=W=Pt求出从加热到保压的时间；③先判断出电压力锅最后2min所处的加热状态，根据Q=Pt求出消耗的电能。