Question

【題目】電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優點于一體，既安全又環保。如圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，右表是其部分參數。其中R1是主加熱器，R2是保壓加熱器。接通電路后，開關s自動與觸點a、b接通，開始加熱。當鍋內溫度達到105℃時，開關S自動與a、b斷開，并與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，且未沸騰�，F將3L初溫為25℃的水加入壓力鍋中，接通電路使其正常工作30min。已知加熱時消耗的電能有84％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）電壓力鍋多少秒后開始保壓?

（3）電壓力鍋在此30min內消耗的電能。

Answer 1

【答案】（1）4.5A （2） 1200s （3）1.32×106J

【解析】（1）電壓力鍋在加熱狀態時的功率P主加熱=800W，P保壓加熱=200W，
根據P=UI可得，電壓力鍋中的電流： ；
（2）水的質量：
m=ρV=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg，
水吸收的熱量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×106J，
∵，
∴消耗的電能： ，
根據W=Pt，電壓力鍋加熱到開始保壓的時間： ；
（3）此30min內保溫的時間：
t保溫=t-t加熱=30×60s-1200s=600s，
保溫時消耗的電能：
W保溫=P保溫t保溫=200W×600s=1.2×105J，
電壓力鍋在此30min內消耗的電能：
W=W加熱+W保溫=1.2×106J+1.2×105J=1.32×106J．
答：（1）電壓力鍋在加熱狀態時的電流約為4.5A；
（2）電壓力鍋1200s后開始保壓；
（3）電壓力鍋在此30min內消耗的電能為1.32×106J．