Question

【題目】如圖所示某家用電壓力鍋及其工作原理圖，R1、R2分別是主加熱器和保壓加熱器，R1的額定功率為800W；L是用來(lái)指示工作狀態(tài)的變色發(fā)光二極管，R0是保護(hù)電阻，接通電路，開(kāi)關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b閉合，開(kāi)始加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105℃時(shí)，S自動(dòng)與a、b斷開(kāi)，并與觸點(diǎn)c接通，開(kāi)始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰．求：

（1）在保壓狀態(tài)下，加熱器正常工作1h耗電0.2kWh，R2的阻值是多少？
（2）用該壓力鍋對(duì)5L、20℃的水加熱，正常工作35min，水溫升高到多少℃？【已知消耗的電能有90%被有效利用，ρ水=1.0×103kg/m3 ， c水=4.2×103J/（kg℃）】

Answer 1

【答案】
（1）解：保壓時(shí),加熱器R2工作,加執(zhí)器電功率
P2＝ ＝0.2kw＝200W，
R2＝ ＝242Ω;
答：R2的阻值為242Ω；
（2）解：假設(shè)電壓力鍋在35min內(nèi)一直處于加熱狀態(tài),
則水吸收的熱量Q吸＝η(P1+P2)t ，Q吸＝90%×(800W+200W)×35×60s＝1.89×106J ，
Q吸＝c水m水(tt0)＝c水ρ水V水(tt0) ，
所以1.89×106J＝4.2×103J/(kg℃)×103kg/m3×5×103m3×(t20℃)，
解得t＝110℃，
由于鍋內(nèi)水溫達(dá)到105℃時(shí)，壓力鍋處于保壓狀態(tài)，溫度保持不變，所以吸熱后水溫升高到105℃.
答：用該壓力鍋對(duì)5L、20℃的水加熱，正常工作35min后，水溫升高到105℃．
【解析】（1）已知消耗的電能和時(shí)間，先根據(jù)P=求出加熱器的電功率，再根據(jù)P=變形公式求出R2的阻值；
（2）消耗的電能有90%被有效利用，根據(jù)公式η=變形公式可求水吸收的熱量，利用公式Q=cm（t-t0）的變形公式結(jié)合題中“當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105℃時(shí)，S自動(dòng)與a、b斷開(kāi)，并與觸點(diǎn)c接通，開(kāi)始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變”可求水升高的溫度．