Question

電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優(yōu)點于一體，既安全又環(huán)保。圖20是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，右表是其部分參數(shù)。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(nèi)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(nèi)水溫不變，且未沸騰。現(xiàn)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(tài)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(nèi)消耗的電能。

Answer 1

（1）4.5A    （2） 1200s   （3）1.32×10⁶J

試題分析：當電路接通時，開關S與觸電a、b接通，電阻R1、R2并聯(lián)，主加熱器和保壓加熱器同時工作，電路的總功率為1000W，電路中的電流為。水的質(zhì)量為m=ρV=1kg/L×3L=3kg，水吸收的熱量為Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×10⁶J，消耗的電能為，加熱時間為。
根據(jù)題意，加熱到105℃后，就開始保溫，保壓時的電功率為200W，由前面的計算，前1200s=20min電壓力鍋加熱，后10min處于保壓狀態(tài)，保壓消耗的電能為W_保=P_保t=200W600s=120000J=0.12×10⁶J，在這30min內(nèi)消耗的電能為W_總=1.2×10⁶J+0.12×10⁶J=1.32×10⁶J