Question

如图所示，是家用保温式电压力锅和它的电路原理图，S是手动、温控一体开关﹣﹣必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103℃以上时，会自动弹起断开进入保温状态．已知R₂=792Ω，电饭锅的额定加热功率为550W．

额定电压	220V
额定频率	50Hz
容积	3L
额定功率	550W
电热效率	84%

（1）电压力锅内的水可以加热到103℃才沸腾，是因为     增大使液体的沸点升高．

（2）当电压力锅处于保温状态时，保温功率是多大？

（3）当电压力锅处于正常加热状态时，将2kg的水从20℃加热到75℃需要多少时间？

Answer

（1）液体表面的气压；

（2）保温功率为55W；

（3）压力锅工作时间为1000s

【解析】试题分析：（1）液体的沸点与气压有关，气压越大沸点越高；

（2）当S闭合时，电阻R2被短路，此时电路消耗的功率为P=；当S断开时，两只电阻串联，电路消耗的功率为P′=．比较P和P′大小确定两种情况对应的工作状态，进一步确定保温功率的大小；

（3）已知水的比热容、质量、初温度和末温度，可以得到水吸收的热量；已知压力锅的电热效率和需要的热量，可以得到消耗的电能；已知消耗的电能和加热功率，可以得到工作时间．

【解析】

（1）液体沸点随气压的增大而升高，在标准大气压下水的沸点是100℃，当表面气压大于标准大气压时，水的沸点会高于100℃，达到103℃；

（2）当S闭合时，电阻R2被短路，电路消耗的功率为P=；

当S断开时，两只电阻串联，电路消耗的功率为P′=，

因为P＞P′，所以S闭合时为加热状态，

因为P=，

所以R1的阻值为R1===88Ω，

当S断开时，压力锅的保温功率为P保温===55W；

（3）水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J；

因为η=，

所以消耗的电能为W===5.5×105J；

因为P=，

所以电压力锅正常工作时间为t===1000s．

答：（1）液体表面的气压；

（2）保温功率为55W；

（3）压力锅工作时间为1000s．