题目内容
【题目】如图1甲是某品牌电压力锅,图乙所示是它的简化电路图.R1、R2是定值电阻,闭合开关S1 , 开关S2与触点b接通,电压力锅处于加热状态,此时电压力锅的功率P1=1000W,通过R1的电流为I1;当锅内的气压达到设定值时,S2自动与触点b断开并与触电a接通,S1仍闭合,电压力锅处于保压状态,此时电压力锅的功率为P2 , 通过R2的电流为I2 . 图2是表示做好某次饭的过程中,电压力锅从加热到保压消耗的电功率与时间的关系.已知I1=5I2 . 求:
(1)电压力锅处于加热状态时,通过电阻R1的电流.
(2)电压力锅处于保压状态时的功率P2 .
(3)用电高峰期,电路的实际电压为198V,电压力锅做好同样一次饭,处于加热过程实际需要多少秒?(不考虑能量损失)(结果保留整数)
【答案】
(1)解:由题知,闭合开关S1,开关S2与触点b接通,只有R1接入电路,电压力锅处于加热状态,
根据P=UI可得,通过电阻R1的电流:
I1= = ≈4.55A;
(2)解:S1闭合,S2与触电a接通,电路中只有R2接入电路中,电压力锅处于保压状态,通过R2的电流为I2,
由题知,I1=5I2,所以:
I2= I1= ×4.55A=0.909A,
保压状态的功率:P2=UI2=220V×0.909A≈200W;
(3)解:220V加热状态下,由P= 可得,R1的电阻:
R1= = =48.4Ω,
电路的实际电压为198V,加热状态的实际功率:
P实= = =810W,
不考虑能量损失,要把饭煮熟需要热量相同,即:Q1=Q实,
由Q=W=Pt有:P1t1=P实t实,
由图象可知,t1=10min=600s,
所以t实= = =741s.
【解析】(1)闭合开关S1 , 开关S2与触点b接通,电压力锅处于加热状态,此时只有R1接入电路,由P=UI计算通过R1的电流I1;(2)S1闭合,S2与触电a接通,电路中只有R2接入电路中,电压力锅处于保压状态,通过R2的电流为I2 , 由I1=5I2计算出I2 , 由P=UI计算保压状态的功率P2;(3)由P= 计算R1的电阻,再计算实际电压为198V时,加热状态的实际功率;根据同样做好一次饭需要的热量是相等的,由Q=W=Pt计算实际加热时间.