Question

16．电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，具有省时、省电、安全、环保的优点，是厨房电器的升级产品．图是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数．其中R₁是主加热器，R₂是保压加热器．接通电路后，开关s自动与触点a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将3.3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min．已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．求：

额定电压（V）	220
主加热器额定功率（W）	880
保压加热器额定功率（W）	220
保压温度（℃）	105
最大容积（L）	5

（1）电压力锅保温时R₂的阻值是多大？
（2）电压力锅在加热状态时的总电流为多大？
（3）电压力锅多少秒后开始保压？

Answer 1

分析 （1）根据保压加热器额定功率和额定电压可求得电压力锅保温时R₂的阻值；
（2）加热状态时的功率等于主加热器额定功率和保压加热器额定功率之和，根据P=UI求出电压力锅中的电流；
（3）先根据密度公式求出水的质量，再根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压；

解答 解：（1）保温时，加热器R₂工作，加热器电功率P₂=220W，
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{220W}$=220Ω；
（2）电压力锅在加热状态时的功率P_主加热=880W，P_保压加热=220W，
根据P=UI可得，电压力锅中的电流：
I=$\frac{{P}_{主加热}+{P}_{保压加热}}{U}$=$\frac{880W+220W}{220V}$=5A；
（3）水的体积V=3.3L=3.3dm³=3.3×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×3.3×10^-3m³=3.3kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×3.3kg×（105℃-25℃）=1.1088×10⁶J，
消耗的电能：90%W_加热=Q_吸=90%×1.1088×10⁶J=9.9792×10⁵，
根据P=$\frac{W}{t}$，电压力锅加热到开始保压的时间：
t_加热=$\frac{W}{{P}_{加热}}$=$\frac{9.9792×1{0}^{5}J}{1100W}$=907.2s；
答：（1）电压力锅保温时R₂的阻值是220Ω；
（2）电压力锅在加热状态时的总电流为5A；
（3）电压力锅907.2s后开始保压．

点评 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，关键是知道正常工作24min是指加热时间和保压时间的和．