Question

【題目】生活在高原的人們常用高壓鍋煮食物，這是由于高原地區的大氣壓較低。以下是電壓力鍋和它的工作電路圖，R1為工作時的加熱電阻，標有額定功率為800W。R2為保溫保壓電阻，且R2＝2R1，S1為壓力開關，當壓強達到設定值時S1會自動斷開，S2為限時開關，可以設定加熱時間。求：

(1)當鍋內氣壓為110千帕時，鍋內氣體對鍋蓋(400厘米2)的壓力多大?

(2)正常工作時，R1阻值多大?

(3)若用此電壓力鍋煮骨頭湯，S2限時60分鐘。S1、S2同時閉合，工作30分鐘后，S1達到限壓值斷開，S2閉合至限時結束。此過程中共消耗多少電能?

Answer 1

【答案】(1) 4400牛；(2) 60.5歐；(3) 2.88×106焦

【解析】

（1）氣壓和受力面積，利用壓強公式變形F=pS即可求出鍋內氣體對鍋蓋的壓力；

（2）已知功率和電壓，利用即可求出R1阻值；

（3）先根據R2=2R1，求出R2正常工作時的功率P2，再根據電壓力鍋的工作過程可求出此過程中共消耗多少電能。

（1）氣壓為110千帕，氣體對鍋蓋為400厘米2，則壓力為：

F=pS=1.10×105Pa×400×10-4m2=4400N；

（2）已知功率和電壓，利用求R1阻值為：

；

（3）由題意知，R2=2R1，所以R2=2R1=2×60.5Ω=121Ω，

則R2的電功率為：

，

根據工作過程知，兩電阻分別消耗的電能為：

W1=P1t1=800W×1800s=1.44×106J，

W2=P2t2=400W×3600s=1.44×106J，

共消耗電能：

W=W1+W2=1.44×106J+1.44×106J=2.88×106J。