Question

【题目】如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作18 min。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为C=4.0×103J/（kg·℃）。求：

（1）R1 、R2的阻值；

（2）电压力锅加热多长时间后开始保压；

（3）电压力锅最后2min内消耗的电能。

Answer 1

【答案】略

【解析】（1）由题意可知，开关S与触点a、b接通时，电路为R1的简单电路，电压力锅处于1档加热状态，由可知，R1的阻值： ，
开关S自动与a、b断开并与触点c接通时，R1与R2串联，电压力锅处于2档加热状态，电路中的总电阻： ，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：
R2=R-R1=440Ω-88Ω=352Ω；
（2）当锅内混合物质温度达到102℃时，开始保压，则混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量：

Q吸=cm（t-t0）=4.0×103J/（kg℃）×2kg×（102℃-36℃）=5.28×105J，

因加热器产生的热量全部被混合物质吸收，所以，由W=Q吸=Pt可得，从加热到保压的时间： ；
（3）由于电压力锅正常工作时间为18min，所以电压力锅最后2min处于保压状态，
则消耗的电能：W=P加热2t″=110W×2×60s=1.32×104J．
答：（1）R1、R2的阻值依次为88Ω、352Ω；
（2）电压力锅加热16min后开始保压；
（3）电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J．