如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,如表是其部分参数,接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1档加热器开始...
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如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,如表是其部分参数,接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1档加热器开始加热.当锅内混合物质温度达到102℃时,开关S自动与a、b断开,与触点c接通,2挡加热器工作,保持锅内温度和压强不变,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20min.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c=4.0×103J/(kg•℃).求:
额定电压/V 220
1挡加热器额定功率/W 550
2挡加热器额定功率/W 110
保压温度/℃ 102
最大容积/dm3 3
(1)R1、R2的阻值.
(2)电压力锅加热多少时间后开始保压?
(2)电压力锅最后2min内消耗的电能.
【回答】
【分析】(1)由题意可知,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电饭锅处于1档加热状态;开关S自动与a、b断开并与触点c接通时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于2档加热;加热功率减去保压状态的功率即为R1消耗的电功率,根据并联电路的电压特点和P=求出R1、R2的阻值;
(2)当锅内混合物质温度达到102℃时开始保压,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出混合物质吸收的热量,加热器产生的热量全部被混合物质吸收,根据Q=W=Pt求出从加热到保压的时间;
(3)先判断出电压力锅最后2min所处的加热状态,根据Q=Pt求出消耗的电能.
【解答】解:(1)由题意可知,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电饭锅处于1档加热状态;
开关S自动与a、b断开并与触点c接通时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于2档加热状态,
因电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以,1档加热时,R1消耗的电功率:P1=P加热1﹣P加热2=550W﹣110W=440W,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P=可得,R1、R2的阻值分别为:
R1===110Ω,R2===440Ω;
(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:
t′===960s=16min;
(3)由于电压力锅正常工作时间为20min,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110Ω、440Ω;
(2)电压力锅加热16min后开始保压;
(2)电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J.
【点评】本题考查了并联电路的电压特点和电功率公式、吸热公式、电功公式的应用,从题干和表格中获取有用的信息是关键.
知识点:九年级下
题型:计算题
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