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。如图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）4.5A （2） 1200s （3）1.32×106J

【解析】（1）电压力锅在加热状态时的功率P主加热=800W，P保压加热=200W，
根据P=UI可得，电压力锅中的电流： ；
（2）水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×106J，
∵，
∴消耗的电能： ，
根据W=Pt，电压力锅加热到开始保压的时间： ；
（3）此30min内保温的时间：
t保温=t-t加热=30×60s-1200s=600s，
保温时消耗的电能：
W保温=P保温t保温=200W×600s=1.2×105J，
电压力锅在此30min内消耗的电能：
W=W加热+W保温=1.2×106J+1.2×105J=1.32×106J．
答：（1）电压力锅在加热状态时的电流约为4.5A；
（2）电压力锅1200s后开始保压；
（3）电压力锅在此30min内消耗的电能为1.32×106J．