電壓力鍋是一種新型家用電器,集高壓鍋與電飯鍋優點於一體,既安全又環保。如圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖,如表是...

問題詳情：

電壓力鍋是一種新型家用電器,集高壓鍋與電飯鍋優點於一體,既安全又環保。如圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖,如表是其部分參數。其中R1是主加熱器,R2是保壓加熱器。接通電路後,開關S自動與觸點a、b接通,開始加熱。當鍋內温度達到105℃時,開關S自動與a、b斷開,並與觸點c接通,開始保壓,此時鍋內水温不變,且未沸騰。現將3 L初温為25℃的水加入壓力鍋中,接通電路使其正常工作30 min。已知消耗的電能有90%被有效利用,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。求：

(1)電壓力鍋在加熱狀態時的電流。

(2)電壓力鍋多少秒後開始保壓?

(3)電壓力鍋在此30 min內消耗的電能。

【回答】

本題考查電功率公式和吸熱公式及效率的相關計算。(1)由圖分析可知：加熱時,R1、R2並聯,且都能正常工作(220 V電壓下),則電路總功率為P總=P主+

P保,然後根據電功率公式變形I=,即可以計算出加熱狀態時的電流;

(2)等量分析法：因Q吸=90%W總,則cmΔt=90%P總t1,則cρVΔt=90%P總t1,因c、ρ、V、Δt、90%、P總均為已知量,則時間t1即可求出。

(3)首先計算出30 min時間內,加熱、保壓的時間,然後利用公式W=Pt計算出各自所消耗的電能,最後加熱、保壓所消耗的電能之和即為消耗的總電能。

*：(1)當壓力鍋處於加熱狀態時,R1、R2並聯同時工作,根據P=UI

所以加熱狀態時的電流

I===4.5 A

(2)3 L水的質量：

m水=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3 kg

所以水吸收的熱量：

Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3 kg×(105℃-25℃)=1.008×106J

因為Q吸=90%W總

所以鍋內温度達到105℃所用時間

t1===1 120 s

(3)保壓時間：

t2=t-t1=1 800 s-1 120 s=680 s

保壓消耗電能

W2=P2t2=200 W×680 s=1.36×105J

加熱消耗電能

W1=P總t1=1 000 W×1 120 s=1.12×106J

所以30 min消耗總電能

W=W1+W2=1.256×106J

知識點：九年級下

題型：計算題