如图所示.是家用保温式电压力锅和它的电路原理图.S是手动.温控一体开关--必须用外力按下才能闭合.但当锅底温度达到大约103℃以上时.会自动弹起断开进入保温状态．已知R2=792Ω.电饭锅的额定加热功率为550W．额定电压220V额定频率50Hz容积3L额定功率550W电热效率84%(1)电压力锅内的水可以加热到103℃才沸腾.是因为液体表面� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．

如图所示，是家用保温式电压力锅和它的电路原理图，S是手动、温控一体开关--必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103℃以上时，会自动弹起断开进入保温状态．已知R₂=792Ω，电饭锅的额定加热功率为550W．

额定电压	220V
额定频率	50Hz
容积	3L
额定功率	550W
电热效率	84%

（1）电压力锅内的水可以加热到103℃才沸腾，是因为液体表面的气压增大使液体的沸点升高．
（2）当电压力锅处于保温状态时，保温功率是多大？
（3）当电压力锅处于正常加热状态时，将2kg的水从20℃加热到75℃需要多少时间？

分析（1）液体的沸点与气压有关，气压越大沸点越高；
（2）当S闭合时，电阻R₂被短路，此时电路消耗的功率为P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$；当S断开时，两只电阻串联，电路消耗的功率为P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$．比较P和P′大小确定两种情况对应的工作状态，进一步确定保温功率的大小；
（3）已知水的比热容、质量、初温度和末温度，可以得到水吸收的热量；已知压力锅的电热效率和需要的热量，可以得到消耗的电能；已知消耗的电能和加热功率，可以得到工作时间．

解答解：
（1）液体沸点随气压的增大而升高，在标准大气压下水的沸点是100℃，当表面气压大于标准大气压时，水的沸点会高于100℃，达到103℃；
（2）当S闭合时，电阻R₂被短路，电路消耗的功率为P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$；
当S断开时，两只电阻串联，电路消耗的功率为P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，
因为P＞P′，所以S闭合时为加热状态，
因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以R₁的阻值为R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{550W}$=88Ω，
当S断开时，压力锅的保温功率为P_保温=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{88Ω+792Ω}$=55W；
（3）水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（75℃-20℃）=4.62×10⁵J；
因为η=$\frac{Q}{W}$，
所以消耗的电能为W=$\frac{Q}{η}$=$\frac{4.62×1{0}^{5}J}{84%}$=5.5×10⁵J；
因为P=$\frac{W}{t}$，
所以电压力锅正常工作时间为t=$\frac{W}{P}$=$\frac{5.5×1{0}^{5}J}{550W}$=1000s．
答：（1）液体表面的气压；
（2）保温功率为55W；
（3）压力锅工作时间为1000s．

点评此题是一道综合应用题，考查的知识点较多，包括液体沸点与气压的关系、热量计算公式、效率计算公式、串联电路特点、欧姆定律和电功率计算公式，读懂题意，确定开关开合对应的电路工作状态，是解答此题的基础．

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（3）为了受热均匀，另一位同学采用隔水加热的方法来研究试管内水的沸腾，如图丁所示．你认为试管内的水不会（填“会”或“不会”）沸腾，这个装置不合理（填“更完善”或“不合理”）．

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②简述改进方法：将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板，分别测出滑块滑行的距离x₁和x₂；．
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3．

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