某型号电压力锅的额定电压为220V,下图是其工作原理图.R1、R2分别是主加热器和保压加热器,R1的额定功率为800W.接通电路,开关S自动与触点a、b闭合,开始加热,当锅内水温达到105℃时,S自动与a、b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.
(1)在保压状态下,加热器正常工作1h耗电0.2kW?h,求R2的阻值.
(2)用该压力锅对5L、20℃的水加热,正常工作35min后,求水温升高到多少摄氏度(已知消耗的电能有90%被有效利用)
网友回答
解:(1)保压时,加热器的电功率P2===0.2kW=200W,
∵P=,∴电阻R2的阻值R2===242Ω.
(2)假设电压力锅在35min内一直处于加热状态,
则水吸收的热量Q吸=η(P1+P2)t
Q吸=90%×(800W+200W)×35×60s=1.89×106J,
∵Q吸=c水m水(t-t0)=c水ρ水V水(t-t0),
所以1.89×106J=4.2×103J/(kg?℃)×1×103kg/m3×5×10-3m3×(t-20℃),
解得:t=110℃,
由于锅内水温达到105℃时,压力锅处于保压状态,温度保持不变,所以吸热后水温升高到105℃.
答:(1)电阻R2的阻值是242Ω.
(2)水温升高到105摄氏度.
解析分析:(1)由电路图可知,开关接c,电饭锅处于保压状态时,只有电阻R2接入电路,根据题意由功率公式求出保压功率,再由电功率公式P=的变形公式求出电阻阻值.
(2)由电功率的变形公式W=Pt及题意求出水所吸收的热量,然后由热量公式Q=cm(t-t0)的变形公式可以求出水的温度.
点评:本题考查电阻、电功率、吸收热量和升高温度的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是对电路图的分析,这也是本题的难点.