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10.电炖锅是用电阻通电后发热来加工食物的,为了达到省时节能的目的,它有两个加热功率,并有两个“聪明”开关,一个利用“热敏”材料制成“热控开关”,当食品加热达到设定温度时,“热控开关”断开使电阻的发热功率减小;另一个是“定时开关”,当加热到一定时间时,“定时开关”断开,使电阻停止发热.如表是某品牌电炖锅的一些参数.现将2L初温为20℃的汤水(比热容,密度均与水相同)加入电炖锅中,接通电路使其正常工作,30min分钟后美味的汤水就做好啦.设整个过程中没有能量损失,汤水的质量不变.求:
额定电压(V)220
主加热额定功率(W)1000
副加热额定功率(W)200
预设温度(℃)100
预设时间(min)30
最大容积(L)3
(1)刚开始加热时,电路中的电流多大?(结果保留一位小数)
(2)当“热控开关”断开时,汤水吸收的热量是多少?
(3)整个过程中一共要消耗多少电能?

分析 (1)根据公式I=$\frac{P}{U}$计算电路中的电流值;
(2)根据公式Q=cm△t计算汤水吸收的热量;
(3)根据W=Q=Pt计算出加热所需时间,得出副加热时间,从而可根据W=Pt得出副加热过程中消耗的电能,得出整个过程中所消耗的电能.

解答 解:(1)由P=UI得,刚开始加热时,电路中的电流为:
I=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A;
(2)由ρ=$\frac{m}{V}$得,汤水的质量m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg;
当“热控开关”断开时,汤水吸收的热量是:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;
(3)由P=$\frac{W}{t}$得,主加热过程所需时间t1=$\frac{{W}_{1}}{{P}_{1}}$=$\frac{Q}{{P}_{1}}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{1000W}$=672s;
所以剩余副加热时间t2=30×60s-672s=1128s;
则副加热时间消耗电能为W2=P2t2=200W×1128s=2.256×105J;
则整个过程消耗电能为:W=W1+W2=6.72×105J+2.256×105J=8.976×105J.
(1)刚开始加热时,电路中的电流4.5A;
(2)当“热控开关”断开时,汤水吸收的热量是6.72×105J;
(3)整个过程中一共要消耗8.976×105J的电能.

点评 本题考查了电和热的综合计算,解决此类题目,除了熟练掌握有关计算公式外,更要注意对题目的分析,此题要注意理解主加热、副加热的含义.

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