Question

2．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，既安全又环保．如图所示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．闭合开关S接通电路后，开关S₁自动与触点a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S₁自动与a、b断开，并与触点b接通，开始保压．此时锅内水温不变，且未沸腾．现将2L初温为15℃的水放入压力锅中，经过700s后电压力锅开始保压，求：

额定电压（V）	220
主加热器额定功率（W）	1000
保压加热器额定功率（W）	210
保压温度（℃）	105
最大容积（L）	5

（1）电压力锅在加热状态时的电流．
（2）电压力锅加热过程中消耗的电能．
（3）加热过程中，消耗电能转化为水的内能的效率．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根据W=Pt求出电压力锅加热过程中消耗的电能；
（3）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水温度达到105℃时吸收的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%消耗电能转化为水的内能的效率．

解答 解：（1）电压力锅在加热状态时的功率P_主=1000W，P_保=210W，
由P=UI可得，电压力锅中的电流：
I=$\frac{{P}_{主}+{P}_{保}}{U}$=$\frac{1000W+210W}{220V}$=5.5A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，电压力锅加热过程中消耗的电能：
W=（P_主+P_保）t=（1000W+210W）×700s=8.47×10⁵J；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（105℃-15℃）
=7.56×10⁵J，
加热过程中，消耗电能转化为水的内能的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{5}J}{8.47×1{0}^{5}J}$×100%≈89.3%．
答：（1）电压力锅在加热状态时的电流为5.5A；
（2）电压力锅加热过程中消耗的电能为8.47×10⁵J；
（3）加热过程中，消耗电能转化为水的内能的效率为89.3%．

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．