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．

练习册系列答案
相关题目
1．如图甲是小彬同学在实验室里探究“水的沸腾”实验．

（1）小彬加热一段时间后温度计示数如图乙所示为97℃．
（2）小彬用相同的火力，做了两次实验，绘制成a、b两条图象，如图丙所示．则水的沸点是98℃，当时的大气压＜（选填“＜”、“=”或“＞”）l标准大气压，造成 a、b图象不同的原因是两次实验所用水的质量不同．
（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”）．
2．【发现问题】一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究．
【进行实验】

（1）①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲所示．水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的左侧更粗糙，实验时不需要（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板．
②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板左侧更粗糙．
（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作：
A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触．
B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板．
C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2．
【分析与论证】小明想如果滑块经过中线MN时速度相同，木板越光滑，摩擦力越小，滑块滑行的距离就越远，因此根据x1和x2的大小关系可以判断木板的粗糙程度．
【交流与评估】小华对小明的实验提出疑义．
①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是：不能确定滑块经过中线MN时的速度相同．
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；．
（3）小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线b（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是b图线物块的速度变化快．
19．请用笔画线代替导线，将如图中的开关、电灯和三孔插座接入家庭电路中．
6．下列现象中不能用“压强与流速关系”解释的是（　　）?
A．两艘船并排同向高速行驶时容易相撞
B．汽车的安全气囊在紧急情况时自动弹出
C．地铁站台边设置黄色警示线
D．飞机机翼设计成上部凸起的流线型获得升力
16．如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“6V 3W”字样（假设灯泡的电阻不变），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω．当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示．求：

（1）灯泡L的电阻和L正常发光时通过的电流；
（2）只闭合S和S2，在保证电路安全的情况下，灯泡的最小功率；
（3）定值电阻R0与R1的比值．
3．如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计摩擦，小球可在A、B两点间来回摆动．当小球向上摆到C点时，细线恰好断开，则小球将沿着哪条轨迹运动（　　）
A．B．C．D．
20．对下列现象的成因解释正确的是（　　）
A．早春，河中的冰逐渐消融--汽化
B．盛夏，剥开包装纸后冰棒会冒“白气”--熔化
C．深秋，清晨的雾在太阳出来后散去--液化
D．严冬，堆起的雪人逐渐变小--升华
6．下列有关力和运动的说法中正确的是（　　）
A．推出去的铝球继续前进是因为受到重力的作用
B．运动的物体如果所受到的外力突然消失时将会慢慢停下来
C．跳伞运动员在空气中匀速下降时，机械能逐渐减小
D．给正在运动的物体再施加一个力，物体一定比原来运动得更快

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