Question

【題目】如圖甲是某型號(hào)電壓力鍋簡化的工作電路圖，R0是保溫電阻，R1是主加熱電阻，R2是副加熱電阻。電壓力鍋煮飯分為“加熱升壓→保壓→保溫”三個(gè)階段，通過如圖乙所示的鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)p與時(shí)間t的關(guān)系圖像可了解其工作過程：接通電源，啟動(dòng)智能控制開關(guān)S，S自動(dòng)接到a， 同時(shí)S1自動(dòng)閉合， 電壓力鍋進(jìn)入加熱升壓狀態(tài)； 當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到180kPa時(shí)，S1自動(dòng)斷開，進(jìn)入保壓狀態(tài)，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)降至160kPa時(shí)，S1又會(huì)自動(dòng)閉合；當(dāng)保壓狀態(tài)結(jié)束，飯就熟了，S自動(dòng)接到b，進(jìn)入保溫狀態(tài)。整個(gè)工作過程消耗的總的電功率P與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示。問：

(1)R0、R1和R2的阻值分別是多大？

(2)電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，共消耗的電能是多少？

(3)電壓力鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)鍋內(nèi)溫度保持不變，處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)相同，則電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率是多少？

Answer 1

【答案】(1)484Ω，60.5Ω，242Ω；(2)0.22kWh；(3)90%

【解析】

（1）在升壓狀態(tài)下，R1和R2并聯(lián)同時(shí)正常工作；在保壓狀態(tài)下只有R1單獨(dú)正常工作；利用，求出各個(gè)電阻的阻值；

（2）根據(jù)圖象明確升壓狀態(tài)和保壓狀態(tài)的時(shí)間及功率，利用公式得到消耗的總電能；

（3）處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)相同，根據(jù)，求出電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率。

(1)由丙圖可知，在0~6min，此過程為升壓狀態(tài)，R1和R2并聯(lián)接入電路當(dāng)中，電路的總功率P總=1000W；在6~9min與12~15min，此過程為保壓狀態(tài)，只有R2接入電路當(dāng)中，電路的總功率；5~18min，此過程為保溫狀態(tài)，只有R0接入電路當(dāng)中，電路的總功率P0 =100W；在15~18min，此過程為保溫狀態(tài)，只有R0接入電路當(dāng)中，由得，電阻R0的阻值

在升壓狀態(tài)下，R1和R2并聯(lián)，此時(shí)，則

由得，電阻R1的阻值

在保壓狀態(tài)下，只有R2接入電路當(dāng)中，由得，電阻R2的阻值

(2)由題意和圖乙、丙可知，電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，R1的工作時(shí)間為

R2工作時(shí)間

t2=18min=0.3h

由 可得，此過程電壓力鍋消耗的電能

電壓力鍋消耗的電能為0.22kW·h。

(3)處于升壓狀態(tài)時(shí)的散熱功率與保溫狀態(tài)相同，則電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率

答：(1) R0、R1和R2的阻值分別是484Ω，60.5Ω，242Ω；

(2)電壓力鍋煮飯時(shí)，從正常加熱升壓到保壓狀態(tài)結(jié)束，耗的電能是0.22kW·h；

(3)電壓力鍋處于升壓狀態(tài)時(shí)的加熱效率是90%。