Question

1．某型号电压力锅的额定电压为220V，如图是其工作原理简图．发热板是由主加热器R₁和保压加热器R₂组成，R₁的额定功率为800W，R₂的阻值为242Ω，接通电路，开关S自动与触点a、b闭合，开始加热，当锅内水温达到105摄氏度时，S自动与a、b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，求：
（1）电压力锅正常工作并且处于加热状态时，发热板加热的总电功率有多大？
（2）用该压力锅对4kg、20℃的水加热，正常工作20min后，求水温升到到多少摄氏度．已知消耗的电能有84%被水吸收，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）
（3）在保压状态下上，发热板正常工作30min消耗的电能有多少？

Answer 1

分析 （1）电压力锅正常工作并且处于加热状态时，R₁、R₂并联，可根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算出R₂的电功率，加上R₁的电功率即为总功率；
（2）先利用W=Pt算出消耗的电能，并得出水吸收的热量，利用△t=$\frac{Q}{cm}$可以算出水的温度变化，并得出末温；
（2）在保压状态下，R₂单独接入电路，直接用W=Pt算出消耗的电能．

解答 解：（1）电压力锅正常工作并且处于加热状态时，R₁、R₂并联，
R₂的电功率：P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{242Ω}$=200W，
则发热板加热的总功率P=P₁+P₂=800W+200W=1000W；
（2）该压力锅对正常工作并且处于加热状态20min后，消耗的电能：
W=Pt=1000W×20×60s=1.2×10⁶J，
水吸收的热量：
Q=84%W=84%×1.2×10⁶J=1.008×10⁶J，
水的温度变化：
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×4kg}$=60℃，
水温升高到t=20℃+60℃=80℃；
（3）在保压状态下，R₂单独接入电路，发热板正常工作30min消耗的电能：
W=P₂t=200W×30×60s=3.6×10⁵J．
答：（1）电压力锅正常工作并且处于加热状态时，发热板加热的总电功率为1000W；
（2）用该压力锅对4kg、20℃的水加热，正常工作20min后，水温升高到80℃；
（3）在保压状态下，发热板正常工作30min消耗的电能3.6×10⁵J

点评 本题考查电功率、电能、吸收热量和升高温度的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是对电路图的分析，这也是本题的难点．