Question

【題目】如圖所示是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，下表是其部分參數(shù)。接通電路后，開關(guān)S自動與觸點a、b接通，1擋加熱器開始加熱。當(dāng)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度達到102℃時，開關(guān)S自動與a、b斷開，并與觸點c接通，2擋加熱器工作，此時鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度不變，保持鍋內(nèi)壓強不變，進入保壓狀態(tài)。現(xiàn)將質(zhì)量為2.0kg，初溫為36℃的混合物質(zhì)放入壓力鍋中，接通電路使其正常工作18 min。假設(shè)加熱器產(chǎn)生的熱量全部被混合物質(zhì)吸收，混合物質(zhì)的比熱容為C=4.0×103J/（kg·℃）。求：

（1）R1 、R2的阻值；

（2）電壓力鍋加熱多長時間后開始保壓；

（3）電壓力鍋最后2min內(nèi)消耗的電能。

Answer 1

【答案】略

【解析】（1）由題意可知，開關(guān)S與觸點a、b接通時，電路為R1的簡單電路，電壓力鍋處于1檔加熱狀態(tài)，由可知，R1的阻值： ，
開關(guān)S自動與a、b斷開并與觸點c接通時，R1與R2串聯(lián)，電壓力鍋處于2檔加熱狀態(tài)，電路中的總電阻： ，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：
R2=R-R1=440Ω-88Ω=352Ω；
（2）當(dāng)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度達到102℃時，開始保壓，則混合物質(zhì)溫度升高到102℃時所吸收的熱量：

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

因加熱器產(chǎn)生的熱量全部被混合物質(zhì)吸收，所以，由W=Q吸=Pt可得，從加熱到保壓的時間： ；
（3）由于電壓力鍋正常工作時間為18min，所以電壓力鍋最后2min處于保壓狀態(tài)，
則消耗的電能：W=P加熱2t″=110W×2×60s=1.32×104J．
答：（1）R1、R2的阻值依次為88Ω、352Ω；
（2）電壓力鍋加熱16min后開始保壓；
（3）電壓力鍋最后2min內(nèi)消耗的電能為1.32×104J．