Question

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。图20是某型号电压力锅工作电路简图，右表是其部分参数。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a、b接通，开始加热。当锅内温度达到105℃时，开关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。现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min。已知加热时消耗的电能有84％被有效利用，水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）。求：

（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30min内消耗的电能。

Answer 1

（1）4.5A    （2） 1200s   （3）1.32×10⁶J

试题分析：当电路接通时，开关S与触电a、b接通，电阻R1、R2并联，主加热器和保压加热器同时工作，电路的总功率为1000W，电路中的电流为。水的质量为m=ρV=1kg/L×3L=3kg，水吸收的热量为Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×10⁶J，消耗的电能为，加热时间为。
根据题意，加热到105℃后，就开始保温，保压时的电功率为200W，由前面的计算，前1200s=20min电压力锅加热，后10min处于保压状态，保压消耗的电能为W_保=P_保t=200W600s=120000J=0.12×10⁶J，在这30min内消耗的电能为W_总=1.2×10⁶J+0.12×10⁶J=1.32×10⁶J