电压力锅是一种新型家用电器,集高压锅与电饭锅优点于一体,既安全又环保

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  • 难度: 使用次数:187 入库时间:2017-12-17

    电压力锅是一种新型家用电器,集高压锅与电饭锅优点于一体,既安全又环保。如图是某型号电压力锅工作电路简图,如表是其部分参数。其中R1是主加热器,R2是保压加热器。接通电路后,开关S自动与触点ab接通,开始加热。当锅内温度达到105℃,开关S自动与ab断开,并与触点c接通,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾。现将3 L初温为25℃的水加入压力锅中,接通电路使其正常工作30 min。已知消耗的电能有90%被有效利用,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:

    额定电压/V

    220

    主加热器额定功率/W

    800

    保压加热器额定功率/W

    200

    保压温度/℃

    105

    最大容积/L

    5

    (1)电压力锅在加热状态时的电流。

    (2)电压力锅多少秒后开始保压?

    (3)电压力锅在此30 min内消耗的电能。

    答案


    本题考查电功率公式和吸热公式及效率的相关计算。(1)由图分析可知:加热时,R1R2并联,且都能正常工作(220 V电压下),则电路总功率为P=P+

    P,然后根据电功率公式变形I=,即可以计算出加热状态时的电流;

    (2)等量分析法:因Q=90%W,cmΔt=90%Pt1,cρVΔt=90%Pt1,c、ρ、V、Δt90%P均为已知量,则时间t1即可求出。

    (3)首先计算出30 min时间内,加热、保压的时间,然后利用公式W=Pt计算出各自所消耗的电能,最后加热、保压所消耗的电能之和即为消耗的总电能。

    答案:(1)当压力锅处于加热状态时,R1R2并联同时工作,根据P=UI

    所以加热状态时的电流

    I===4.5 A

    (2)3 L水的质量:

    m=ρV=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3 kg

    所以水吸收的热量:

    Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3 kg×(105-25)=1.008×106J

    因为Q=90%W

    所以锅内温度达到105℃所用时间

    t1===1 120 s

    (3)保压时间:

    t2=t-t1=1 800 s-1 120 s=680 s

    保压消耗电能

    W2=P2t2=200 W×680 s=1.36×105J

    加热消耗电能

    W1=Pt1=1 000 W×1 120 s=1.12×106J

    所以30 min消耗总电能

    W=W1+W2=1.256×106J

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