Question

生活在高原的人们常用压力锅煮食物，如图是电压力锅和它的工作电路图．其工作电压U=220V，R₁为工作时的加热电阻，标有额定功率为800W，R₂为保温电阻，且R₂=2R₁，S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开，S₂为限时开关，可以设定加热时间．求：
（1）当锅内气压为150KPa时，锅内气体对锅盖（400cm²）的压力多大？
（2）压力锅正常工作时，R₁的阻值多大？
（3）若用此压力锅煮骨头汤，S₂限时60min，S₁、S₂同时闭合，工作30min后，S₁达到限压值断开，S₂闭合至限时结束．此过程中共消耗多少电能？

Answer 1

解：（1）锅内气体对锅盖的压力F=PS=1.5×10⁵Pa×0.04m²=6×10³N
（2）
（3）
W=W₁+W₂=P₁t₁+P₂t₂=0.8kW×0.5h+0.4kW×1h=0.8kW?h=2.88×10⁶J
答：（1）当锅内气压为150KPa时，锅内气体对锅盖（400cm²）的压力为6×10³N；
（2）压力锅正常工作时，R₁的阻值为60.5Ω；
（3）此过程中共消耗的电能为2.88×10⁶J．
分析：（1）根据锅内气压P=150千帕，S=400cm²利用压强公式变形F=PS即可求出锅内气体对锅盖的压力；
（2）根据高压锅的额定功率P=800W和额定电压U=220V，利用R=即可求出R₁阻值；
（3）先根据R₂=2R₁，求出R₂正常工作时的功率P₂，再根据电压力锅煮骨头汤，过程中共消耗电能为W=W₁+W₂=P₁t₁+P₂t₂，即可求出此过程中共消耗多少电能．
点评：此题涉及到的知识点较多，有一定的拔高难度，通过此类题目的练习，进一步学生提高分析问题和解决问题的综合能力，又增强了学生收集信息与处理信息的能力．