题目内容
【题目】如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,下表是其部分参数。接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1挡加热器开始加热。当锅内混合物温度达到102 ℃时,开关S自动与a、b断开,并与触点c接通,2挡加热器工作,此时锅内混合物温度不变,保持锅内压强不变,进入保压状态。现将质量为2.0 kg、初温为36 ℃的混合物放入压力锅中,接通电路使其正常工作20 min。假设加热器产生的热量全部被混合物吸收,混合物的比热容为c=4.0×103 J/(kg·℃)。求:
(1)R1 、R2的阻值__,____。
(2)电压力锅加热多少秒后开始保压____。
(3)电压力锅最后2 min内消耗的电能_____。
【答案】110 Ω 440 Ω 960 s 1.32×104 J
【解析】
(1)由题意可知,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,2挡加热器工作;开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,1挡加热器开始加热,根据电路中各用电器功率之和等于各用电器功率之和求出R1的电功率,利用并联电路的电压特点和由求出两电阻的阻值;由题意可知,开关S与触点a、b接通时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于1档加热状态,根据求出R1的阻值;开关S自动与a、b断开并与触点c接通时,R1与R2串联,电饭锅处于2档加热,根据求出总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值;
(2)当锅内混合物质温度达到102℃时开始保压,根据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,根据求出消耗的电能。
(1)由题意可知,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,2挡加热器工作,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,1挡加热器开始加热,因电路中各用电器功率之和等于各用电器功率之和,所以,R1的电功率因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可知,两电阻的阻值分别为:,;
(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:,因加热器产生的热量全部被混合物质吸收,所以,由可得,从加热到保压的时间:;
(3)由于电压力锅正常工作时间为18min,所以电压力锅最后2min处于保压状态,则消耗的电能:。
答:(1)R1、R2的阻值依次为110Ω、440Ω;
(2)电压力锅加热960s后开始保压;
(3)电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J。