Question

8．如圖是某型號(hào)電壓力鍋的工作電路簡(jiǎn)圖．接通電源后，開關(guān)S自動(dòng)閉合，開始加熱．當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到105℃時(shí)，開關(guān)S自動(dòng)斷開，開始保壓，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰，保壓時(shí)額定功率為220W．把2.5kg初溫為25℃的水加入電壓力鍋中，將它單獨(dú)接入家庭電路，使其工作1min40s，觀察到家中標(biāo)有“220V3600imp/kW•h”字樣的電能表指示燈閃爍84次．已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）．假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．則
（1）電能表是測(cè)量電路消耗電能的裝置；該電壓力鍋在保壓狀態(tài)時(shí)的額定電流為1A．
（2）加熱狀態(tài)時(shí)的實(shí)際功率．
（3）加熱多少秒后開始保壓？

Answer 1

分析 （1）電能表是測(cè)量消耗電能的儀表；已知保壓功率，根據(jù)P=UI求出保壓狀態(tài)時(shí)電壓力鍋中的電流；
（2）根據(jù)電能表指示燈閃爍84次求得加熱消耗的電能，然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得加熱狀態(tài)時(shí)的實(shí)際功率；
（3）先根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，再根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水溫度達(dá)到105℃時(shí)吸收的熱量，利用效率公式求出消耗的電能，再根據(jù)W=Pt求出電壓力鍋多需要多少時(shí)間開始保壓．

解答 解：
（1）電能表是測(cè)量電路消耗電能的裝置；
已知保壓時(shí)額定功率為220W，由P=UI可得保壓電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{220W}{220V}$=1A；
（2）加熱消耗的電能：
W=$\frac{84}{3600}$kW•h=8.4×10⁴J，
所以加熱功率：
P_加熱=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{100s}$=840W；
（3）水的質(zhì)量2.5kg，初溫為25℃，加熱到保壓狀態(tài)時(shí)水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（105℃-25℃）=8.4×10⁵J，
電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以W=Q_吸，
由P=$\frac{W}{t}$可得加熱需要時(shí)間：
t₁=$\frac{W}{{P}_{加熱}}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{840W}$=1000s；
答：（1）消耗電能；1A．
（2）加熱狀態(tài)時(shí)的實(shí)際功率為840W．
（3）加熱1000秒后開始保壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到吸熱公式、電功率公式的應(yīng)用，還要會(huì)根據(jù)電能表參數(shù)計(jì)算消耗電能．