Question

2．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．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．其中R₁是主加熱器，R₂是保壓加熱器．閉合開關S接通電路后，開關S₁自動與觸點a、b接通，開始加熱．當鍋內溫度達到105℃時，開關S₁自動與a、b斷開，并與觸點b接通，開始保壓．此時鍋內水溫不變，且未沸騰．現(xiàn)將2L初溫為15℃的水放入壓力鍋中，經過700s后電壓力鍋開始保壓，求：

額定電壓（V）	220
主加熱器額定功率（W）	1000
保壓加熱器額定功率（W）	210
保壓溫度（℃）	105
最大容積（L）	5

（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的電流．
（2）電壓力鍋加熱過程中消耗的電能．
（3）加熱過程中，消耗電能轉化為水的內能的效率．

Answer 1

分析 （1）加熱狀態(tài)時的功率等于主加熱器額定功率和保壓加熱器額定功率之和，根據P=UI求出電壓力鍋中的電流；
（2）根據W=Pt求出電壓力鍋加熱過程中消耗的電能；
（3）知道水的體積，根據m=ρV求出水的質量，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水溫度達到105℃時吸收的熱量，根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%消耗電能轉化為水的內能的效率．

解答 解：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的功率P_主=1000W，P_保=210W，
由P=UI可得，電壓力鍋中的電流：
I=$\frac{{P}_{主}+{P}_{保}}{U}$=$\frac{1000W+210W}{220V}$=5.5A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，電壓力鍋加熱過程中消耗的電能：
W=（P_主+P_保）t=（1000W+210W）×700s=8.47×10⁵J；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（105℃-15℃）
=7.56×10⁵J，
加熱過程中，消耗電能轉化為水的內能的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{5}J}{8.47×1{0}^{5}J}$×100%≈89.3%．
答：（1）電壓力鍋在加熱狀態(tài)時的電流為5.5A；
（2）電壓力鍋加熱過程中消耗的電能為8.47×10⁵J；
（3）加熱過程中，消耗電能轉化為水的內能的效率為89.3%．

點評 本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到密度公式、吸熱公式、電功公式和效率公式的應用，關鍵是知道加熱狀態(tài)時的功率等于主加熱器額定功率和保壓加熱器額定功率之和．