問題詳情:
如圖所示是一種電壓力鍋簡易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2。R1為工作時的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保温電阻,S1為電源開關,S2為壓力開關,閉合S1後,電路通過R1對電力壓力鍋加熱,當鍋內氣體壓強達到設定值時,水開始沸騰,鍋底向下移動,壓力開關與觸點a斷開,並與 b點接通,起到控壓控温的目的,此時保温電路的總功率為20W。
(1)當鍋內121kpa時,鍋內氣體對鍋蓋的壓力是多少?
(2)保温電阻R2的阻值多大?
(3)已知鍋內水的質量為m,初温為T0、比熱容為c,為了求出電壓鍋從開始加熱到鍋氣壓到設定值時的效率,只要測出閉合開關S1到電路中 的時間為t,就可推導出效率的表達式η= (用已知量表示)
【回答】
(1)當鍋內氣體壓強為121kPa時,鍋內氣體對鍋蓋的壓力是4840N;
(2)保温電阻R2的阻值為2400Ω;
(3)指示燈亮,
【解析】
試題分析:(1)
∴鍋內氣體對鍋蓋的壓力:
F=ps=121×103Pa×400×10-4m2=4840N;
(2)
∴保温時電路總電阻:
∵R=R2+RL,
∴R2=R-RL=2420Ω-20Ω=2400Ω;
(3)由表二知道鍋內氣體壓強設定值p=175kPa、壓力鍋的功率為1000W,由表一可知此時鍋內温度為116℃,測出閉合開關S1到電路中指示燈亮的時間t,
壓力鍋消耗的電能:
W電=Pt=1000W×t,
水吸收的熱量:
Q吸=cm△t=cm(116℃-T0),
壓力鍋的效率:
答:(1)當鍋內氣體壓強為121kPa時,鍋內氣體對鍋蓋的壓力是4840N;
(2)保温電阻R2的阻值為2400Ω;
(3)指示燈亮,
考點:壓強、沸點與壓強的關係、電功率、熱量的計算
點評:本題為電學和力學綜合題,要求靈活運用壓強公式、電功率公式、吸熱公式、效率公式.
知識點:各地中考
題型:計算題