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(2012?永州)電壓力鍋集高壓鍋和電飯鍋于一體,既安全又節能,“美的”牌某型號電壓力鍋銘牌如下表所示.其工作原理如圖所示,A為密閉鍋體,R1、R2分別是主加熱器和保溫加熱器,L是用來指示電壓力鍋保溫狀態的發光二極管(電阻忽略不計),S1為電源開關.閉合開關S1后,電路通過R1對電壓力鍋加熱,當鍋內水溫達到105℃時,鍋體向下移動,壓力開關S2與觸點a斷開,與b點接通,電路通過R2對電壓力鍋保溫.求:
(1)電壓力鍋正常加熱工作時,通過加熱電阻R1的電流是多大?
(2)電壓力鍋進入保溫狀態時,家庭電路電壓發生變化降為198V,此時保溫電阻R2消耗的實際電功率是多大?
(3)用該電壓力鍋對2kg、20℃的水正常加熱到69.5℃,電壓力鍋加熱的時間是多少?已知消耗的電能有90%被用來給水加熱.水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃):
美的電壓力鍋
額定電壓 220V
額定功率 加熱 1100W
保溫 20W
電源頻率 50Hz
分析:(1)已知加熱時電壓力鍋的功率和電壓,根據P=UI求出通過加熱電阻R1的電流;
(2)發光二極管電阻忽略不計時,根據P=
U2
R
求出電阻R2的電阻,再根據P=
U2
R
求出家庭電路電壓變化為198V時的實際功率;
(3)根據Q=cm△t表示出水吸收的熱量,根據題意得出加熱時電飯鍋釋放的熱量,再根據W=Pt求出加熱時間.
解答:解:(1)由P=UI得電壓力鍋正常加熱的電流:
I1=
P1
U
=
1100W
220V
=5A;
(2)由P=
U2
R
得:
R2=
U2
P2
=
(220V)2
20W
=2420Ω,
電飯鍋實際消耗的電功率:
P=
U
2
 
R 2
=
(198V)2
2420Ω
=16.2W;
(3)水吸收的熱量:Q=cm(t-t0
由加熱消耗的電能90%被水吸收有:Q=0.9W,
根據W=Pt得:
加熱時間t=
W
P
=
Q
90%P加熱
=
cm△t
90%P加熱
=
4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(69.5℃-20℃)
90%×1100W
=420s.
答:(1)電壓力鍋正常加熱工作時,通過加熱電阻R1的電流是5A;
(2)電壓力鍋進入保溫狀態時,家庭電路電壓發生變化降為198V,此時保溫電阻R2消耗的實際電功率是16.2W;
(3)用該電壓力鍋對2kg、20℃的水正常加熱到69.5℃,電壓力鍋加熱的時間是420s.
點評:本題考查了電功與熱量的簡單計算,涉及到吸熱公式、電功率公式和效率公式的靈活應用,會分析電飯鍋加熱時和保溫時的電路是解決本題的關鍵.
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