题目内容
【题目】如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅（铭牌如表所示），图乙是简易原理图，A为密闭锅体，锅的内部直径为20cm，R1是加热电阻，R2是保温电阻，L为指示灯，其阻值为12Ω，S1为电源开关，S2为压力开关。闭合S1后，R1通电给压力锅内的水加热，锅内气体压强增大，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，此时压力开关S2与触点a分开，与触点b接通，R2通电给压力锅内的水保温，电流表的示数比加热状态时减少了4.9A，水的沸点与气体压强p的关系如图丙，π取3.14．求
（1）当锅内气体压强达到设定值时，锅内气体对锅盖的压力
（2）电压力锅内装有初温为20℃，质量为5kg的水，从开始加热到锅内气压达到设定值时，水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量（不计热量损失，焦炭的热值为3×107J/kg）
（3）R2的阻值
【答案】（1）6280N；（2）0.07kg；（3）2188Ω。
【解析】
（1）当锅内气体压强达到设定值时，由表甲得出锅内气体压强，知道锅盖内部直径，可求得其面积，利用压强公式求锅内气体对锅盖的压力；
（2）由表甲知，锅内压强设定值p=200kPa，知道水的质量、比热容和水的初温，利用Q吸=cm△t求水吸收的热量；不计热量损失，根据Q吸=Q放=mq可求得焦炭的质量；
（3）保温时，指示灯和电阻R2串联接入电路，知道保温功率和电源电压，利用电功率的公式求电路总电阻，再根据串联电阻关系求R2的阻值。
（1）由表格数据可知，当锅内气体压强达到设定值时，气体压强p=200kPa=2×105Pa，
锅盖面积
，
锅内气体对锅盖的压力F=pS=2×105Pa×3.14×10-2m2=6280N；
（2）当锅内气体压强达到设定值p=200kPa时，水沸腾，由图丙可知此时锅内温度为120℃，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×5kg×（120℃-20℃）=2.1×106J，
不计热量损失， Q吸=Q放=2.1×106J，焦炭的质量
；
（3）当开关S2与触点a点接通时，为加热状态，此时电流
，
当开关S2与触点b接通时，R2与L串联，为保温状态，由题意可知，电路中的电流I=I加热-△I=5A-4.9A=0.1A，保温时电路总电阻：
，则R2的阻值：R2=R-RL=2200Ω-12Ω=2188Ω。
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