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电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体,既安全又节能.某型号电压力锅的额定电压为220V,右图是其工作原理图,R1、R2分别是主加热器和保压加热器,R1的额定功率为800W;L是用来指示电压力锅工作状态的变色发光二极管,当通过它的电流小于40mA时,发红光,达到40mA时,开始发绿光,只要有电流通过L其两端电压就恒为2V;R是特殊电阻,其阻值随锅内温度变化而改变;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)电压力锅正常工作时,若指示灯L发绿光,求R的最大阻值.
(2)在保压状态下,加热器正常工作1h耗电0.2kWh,求R2的阻值.
(3)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,水的比热容为4.2×103J/.

【答案】分析:(1)发光二极管L与电阻R串联,L两端电压恒为2V,根据串联电路电压的规律求出R两端电压,指示灯发绿光,电路中的最小电流I为40mA,根据欧姆定律求出R的最大阻值.
(2)已知消耗的电能和时间,先根据公式W=Pt求出加热器的电功率,再根据公式R=求出R2的阻值.
(3)已知消耗的电能有90%被有效利用,根据公式Q=ηPt可求水吸收的热量,再利用公式Q=cm△t可求水升高的温度.
解答:解:(1)要使指示灯发绿光,电路中的最小电流I为40mA
L两端电压恒为2V,则R两端电压U=U-Ut=220V-2V=218V,
R的最大阻值R===5450Ω.
答:R的最大阻值为5450Ω.
(2)保压时,加热器R2工作,加执器电功率P2===0.2kw=200W,
R2===242Ω.
答:R2的阻值为242Ω.
(3)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=η(P1+P2)t
Q=90%×(800W+200W)×35×60s=1.89×106J
Q=cm(t-t)=cρV(t-t
所以1.89×106J=4.2×103J/(kg?℃)×103kg/m3×5×10-3m3×(t-20℃)
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:水温升高到105摄氏度.
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.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

(2012?永州)电压力锅集高压锅和电饭锅于一体,既安全又节能,“美的”牌某型号电压力锅铭牌如下表所示.其工作原理如图所示,A为密闭锅体,R1、R2分别是主加热器和保温加热器,L是用来指示电压力锅保温状态的发光二极管(电阻忽略不计),S1为电源开关.闭合开关S1后,电路通过R1对电压力锅加热,当锅内水温达到105℃时,锅体向下移动,压力开关S2与触点a断开,与b点接通,电路通过R2对电压力锅保温.求:
(1)电压力锅正常加热工作时,通过加热电阻R1的电流是多大?
(2)电压力锅进入保温状态时,家庭电路电压发生变化降为198V,此时保温电阻R2消耗的实际电功率是多大?
(3)用该电压力锅对2kg、20℃的水正常加热到69.5℃,电压力锅加热的时间是多少?已知消耗的电能有90%被用来给水加热.水的比热容c=4.2×103J/(kg?℃):
美的电压力锅
额定电压 220V
额定功率 加热 1100W
保温 20W
电源频率 50Hz

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

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(1)电压力锅正常加热工作时,通过加热电阻R1的电流是多大?
(2)电压力锅进入保温状态时,家庭电路电压发生变化降为198V,此时保温电阻R2消耗的实际电功率是多大?
(3)用该电压力锅对2kg、20℃的水正常加热到69.5℃,电压力锅加热的时间是多少?已知消耗的电能有90%被用来给水加热.水的比热容c=4.2×103J/(kg?℃):
美的电压力锅
额定电压220V
额定功率加热1100W
保温20W
电源频率50Hz

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科目:初中物理 来源:2013-2014学年新人教版九年级(上)期末物理检测卷A(一)(解析版) 题型:解答题

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(1)电压力锅正常加热工作时,通过加热电阻R1的电流是多大?
(2)电压力锅进入保温状态时,家庭电路电压发生变化降为198V,此时保温电阻R2消耗的实际电功率是多大?
(3)用该电压力锅对2kg、20℃的水正常加热到69.5℃,电压力锅加热的时间是多少?已知消耗的电能有90%被用来给水加热.水的比热容c=4.2×103J/:
美的电压力锅
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额定功率加热1100W
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科目:初中物理 来源:2013年贵州省黔西南州顶兴学校中考物理模拟试卷(一)(解析版) 题型:解答题

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科目:初中物理 来源:2012年湖南省永州市中考物理试卷(解析版) 题型:解答题

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