Question

【題目】如圖所示是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，如表是其部分參數，接通電路后，開關S自動與觸點a、b接通，1檔加熱器開始加熱。當鍋內混合物質溫度達到102℃時，開關S自動與a、b斷開，與觸點c接通，2擋加熱器工作，保持鍋內溫度和壓強不變，進入保壓狀態。現將質量為2.0kg，初溫為36℃的混合物質放入壓力鍋中，接通電路使其正常工作20min，假設加熱器產生的熱量全部被混合物質吸收，混合物質的比熱c=4.0×103J/（kg℃）。

求：

①R1、R2的阻值；

②電壓力鍋加熱多少時間后開始保壓？

③電壓力鍋最后2min內消耗的電能。

Answer 1

【答案】①110Ω、440Ω；②16min；③1.32×104J。

【解析】解答：(1)由題意可知,開關S與觸點a、b接通時,R1與R2并聯，電飯鍋處于1檔加熱狀態；開關S自動與a、b斷開并與觸點c接通時,電路為R2的簡單電路，電飯鍋處于2檔加熱狀態，因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以,1檔加熱時,R1消耗的電功率：P1＝P加熱1P加熱2＝550W110W＝440W，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以,由P可得,R1、R2的阻值分別為：R1＝＝110Ω, R2＝＝440Ω(2)當鍋內混合物質溫度達到102℃時，開始保壓，則混合物質溫度升高到102℃時所吸收的熱量：Q吸＝cm(tt0)＝4.0×103J/(kg℃)×2kg×(102℃36℃)＝5.28×105J，因加熱器產生的熱量全部被混合物質吸收，所以,由W＝Q吸＝Pt可得，從加熱到保壓的時間：t′＝＝960s＝16min， (3)由于電壓力鍋正常工作時間為20min，所以電壓力鍋最后2min處于保壓狀態，則消耗的電能：W＝P加熱2t″＝110W×2×60s＝1.32×104J.