如圖所示是一種電壓力鍋簡(jiǎn)易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2.R1為工作時(shí)的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保溫電阻,S1為電源開關(guān),S2為壓力開關(guān),閉合S1后,電路通過R1對(duì)電力壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí),水開始沸騰,鍋底向下移動(dòng),壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a斷開,并與b點(diǎn)接通,起到控壓控溫的目的,此時(shí)保溫電路的總功率為20W.
(1 )當(dāng)鍋內(nèi)溫度為120℃時(shí),鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力是多少?
(2 )保溫電阻R2的阻值多大?
(3 )把鍋內(nèi)質(zhì)量為2kg,初溫為20℃的水加熱至沸騰至少需要多少時(shí)間?
表一 水的沸點(diǎn)T與氣體壓強(qiáng)p的關(guān)系
T/℃100105110112114116118120
P/kPa101121143154163175187199
表二 電壓力鍋的銘牌
額定電壓加熱功率壓強(qiáng)設(shè)定值
220V1000W101kPa


【答案】分析:(1)當(dāng)鍋內(nèi)溫度為120℃時(shí),由表一得出鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng),知道鍋蓋面積,利用壓強(qiáng)公式求鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力;
(2)保溫時(shí),指示燈和電阻R2串聯(lián)接入電路,知道保溫功率和電源電壓,利用P=求電路總電阻,再根據(jù)串聯(lián)電阻關(guān)系求R2的阻值;
(3)由表二知,鍋內(nèi)壓強(qiáng)設(shè)定值p=101kPa,由表一可知鍋內(nèi)溫度為100℃,知道水的質(zhì)量、比熱容和水的初溫,利用Q=cm△t求水吸收的熱量;而Q=W=Pt,知道加熱功率,可求加熱時(shí)間.
解答:解:(1)由表一知,當(dāng)鍋內(nèi)溫度為120℃時(shí),鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)p=199kPa=1.99×105Pa,
∵p=
∴鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力:
F=ps=1.99×105Pa×400×10-4m2=7960N;
(2)∵P=
∴保溫時(shí)電路總電阻:
R===2420Ω,
∵R=R2+RL,
∴R2=R-RL=2420Ω-20Ω=2400Ω;
(3)由表二知道鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)設(shè)定值p=101kPa、壓力鍋的功率為1000W,由表一可知此時(shí)鍋內(nèi)溫度為100℃,
水吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J,
由題知,壓力鍋消耗的電能:
W=Pt=Q=6.72×105J,
∴需要時(shí)間:
t===672s=11.2min.
答:(1 )當(dāng)鍋內(nèi)溫度為120℃時(shí),鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力是7960N;
(2 )保溫電阻R2的阻值2400Ω;
(3)把鍋內(nèi)質(zhì)量為2kg,初溫為20℃的水加熱至沸騰至少需要11.2min.
點(diǎn)評(píng):本題為電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)的綜合題,要求靈活運(yùn)用壓強(qiáng)公式、電功率公式、吸熱公式和串聯(lián)電路的特點(diǎn).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示是一種電壓力鍋簡(jiǎn)易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2.R1為工作時(shí)的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保溫電阻,S1為電源開關(guān),S2為壓力開關(guān),閉合S1后,電路通過R1對(duì)電力壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí),水開始沸騰,鍋底向下移動(dòng),壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a斷開,并與b點(diǎn)接通,起到控壓控溫的目的,此時(shí)保溫電路的總功率為20W.
(1 )當(dāng)鍋內(nèi)溫度為120℃時(shí),鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力是多少?
(2 )保溫電阻R2的阻值多大?
(3 )把鍋內(nèi)質(zhì)量為2kg,初溫為20℃的水加熱至沸騰至少需要多少時(shí)間?
表一 水的沸點(diǎn)T與氣體壓強(qiáng)p的關(guān)系
T/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120
P/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199
表二 電壓力鍋的銘牌
額定電壓 加熱功率 壓強(qiáng)設(shè)定值
220V 1000W 101kPa

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科目:初中物理 來(lái)源:2013屆湖北省武漢市水果湖二中中考模擬物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

如圖所示是一種電壓力鍋簡(jiǎn)易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2。R1為工作時(shí)的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保溫電阻,S1為電源開關(guān),S2為壓力開關(guān),閉合S1后,電路通過R1對(duì)電力壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí),水開始沸騰,鍋底向下移動(dòng),壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a斷開,并與 b點(diǎn)接通,起到控壓控溫的目的,此時(shí)保溫電路的總功率為20W。

表一 水的沸點(diǎn)T與氣體壓強(qiáng)p 的關(guān)系
T/℃
100
105
110
112
114
116
118
120
p/kpa
101
121
143
154
163
175
187
199
 
表二 電壓力鍋的銘牌
額定電壓
加熱功率
壓強(qiáng)設(shè)定值
220 V
1000W
175kpa
 
(1)當(dāng)鍋內(nèi)121kpa時(shí),鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力是多少?
(2)保溫電阻R2的阻值多大?
(3)已知鍋內(nèi)水的質(zhì)量為m,初溫為T0、比熱容為c,為了求出電壓鍋從開始加熱到鍋氣壓到設(shè)定值時(shí)的效率,只要測(cè)出閉合開關(guān)S1到電路中        的時(shí)間為t,就可推導(dǎo)出效率的表達(dá)式η=           (用已知量表示)

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科目:初中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年湖北省武漢市中考模擬物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

如圖所示是一種電壓力鍋簡(jiǎn)易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2。R1為工作時(shí)的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保溫電阻,S1為電源開關(guān),S2為壓力開關(guān),閉合S1后,電路通過R1對(duì)電力壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí),水開始沸騰,鍋底向下移動(dòng),壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a斷開,并與 b點(diǎn)接通,起到控壓控溫的目的,此時(shí)保溫電路的總功率為20W。

表一 水的沸點(diǎn)T與氣體壓強(qiáng)p 的關(guān)系

T/℃

100

105

110

112

114

116

118

120

p/kpa

101

121

143

154

163

175

187

199

 

表二 電壓力鍋的銘牌

額定電壓

加熱功率

壓強(qiáng)設(shè)定值

220 V

1000W

175kpa

 

(1)當(dāng)鍋內(nèi)121kpa時(shí),鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力是多少?

(2)保溫電阻R2的阻值多大?

(3)已知鍋內(nèi)水的質(zhì)量為m,初溫為T0、比熱容為c,為了求出電壓鍋從開始加熱到鍋氣壓到設(shè)定值時(shí)的效率,只要測(cè)出閉合開關(guān)S1到電路中        的時(shí)間為t,就可推導(dǎo)出效率的表達(dá)式η=           (用已知量表示)

 

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題

如圖所示是一種電壓力鍋簡(jiǎn)易原理圖,A為密閉鍋體,鍋蓋面積為400cm2.R1為工作時(shí)的加熱電阻,L為指示燈,其電阻為20Ω,R2為保溫電阻,S1為電源開關(guān),S2為壓力開關(guān),閉合S1后,電路通過R1對(duì)電力壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到設(shè)定值時(shí),水開始沸騰,鍋底向下移動(dòng),壓力開關(guān)與觸點(diǎn)a斷開,并與b點(diǎn)接通,起到控壓控溫的目的,此時(shí)保溫電路的總功率為20W.
(1 )當(dāng)鍋內(nèi)溫度為120℃時(shí),鍋內(nèi)氣體對(duì)鍋蓋的壓力是多少?
(2 )保溫電阻R2的阻值多大?
(3 )把鍋內(nèi)質(zhì)量為2kg,初溫為20℃的水加熱至沸騰至少需要多少時(shí)間?
表一 水的沸點(diǎn)T與氣體壓強(qiáng)p的關(guān)系
T/℃100105110112114116118120
P/kPa101121143154163175187199
表二 電壓力鍋的銘牌
額定電壓加熱功率壓強(qiáng)設(shè)定值
220V1000W101kPa

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