Question

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

(1)R1 、R2的阻值__,____。

(2)電壓力鍋加熱多少秒后開始保壓____。

(3)電壓力鍋最后2 min內消耗的電能_____。

Answer 1

【答案】110 Ω 440 Ω 960 s 1.32×104 J

【解析】

（1）由題意可知，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，2擋加熱器工作；開關S與觸點a、b接通時，R1與R2并聯，1擋加熱器開始加熱，根據電路中各用電器功率之和等于各用電器功率之和求出R1的電功率，利用并聯電路的電壓特點和由求出兩電阻的阻值；由題意可知，開關S與觸點a、b接通時，電路為R1的簡單電路，電飯鍋處于1檔加熱狀態，根據求出R1的阻值；開關S自動與a、b斷開并與觸點c接通時，R1與R2串聯，電飯鍋處于2檔加熱，根據求出總電阻，利用電阻的串聯求出R2的阻值；

（2）當鍋內混合物質溫度達到102℃時開始保壓，根據求出混合物質吸收的熱量，加熱器產生的熱量全部被混合物質吸收，根據求出從加熱到保壓的時間；

（3）先判斷出電壓力鍋最后2min所處的加熱狀態，根據求出消耗的電能。

（1）由題意可知，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，2擋加熱器工作，開關S與觸點a、b接通時，R1與R2并聯，1擋加熱器開始加熱，因電路中各用電器功率之和等于各用電器功率之和，所以，R1的電功率因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由可知，兩電阻的阻值分別為：，；

（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：，因加熱器產生的熱量全部被混合物質吸收，所以，由可得，從加熱到保壓的時間：；

（3）由于電壓力鍋正常工作時間為18min，所以電壓力鍋最后2min處于保壓狀態，則消耗的電能：。

答：（1）R1、R2的阻值依次為110Ω、440Ω；

（2）電壓力鍋加熱960s后開始保壓；

（3）電壓力鍋最后2min內消耗的電能為1.32×104J。