题目

如图所示是一种电压力锅简易原理图，A为密闭锅体，锅盖面积为400cm2 ． R1为工作时的加热电阻，L为指示灯，其电阻为20Ω，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关，闭合S1后，电路通过R1对电力压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，此时保温电路的总功率为20W。 （1 ）当锅内温度为120℃时，锅内气体对锅盖的压力是多少？ 答案：解：由表一知，当锅内温度为120℃时，锅内气体压强p＝199kPa＝1.99×105Pa， ∵p＝ Fs ， ∴锅内气体对锅盖的压力： F＝ps＝1.99×105Pa×400×10﹣4m2＝7960N 答：当锅内温度为120℃时，锅内气体对锅盖的压力是7960N； （2 ）保温电阻R2的阻值多大？ 解：∵P＝ U2R ， ∴保温时电路总电阻： R＝ U2P ＝ (220V)220W ＝2420Ω， ∵R＝R2+RL， ∴R2＝R﹣RL＝2420Ω﹣20Ω＝2400Ω 答：保温电阻R2的阻值2400Ω； （3 ）把锅内质量为2kg，初温为20℃的水加热至沸腾至少需要多少时间？ 表一 水的沸点T与气体压强p的关系 T/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120 P/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199 表二 电压力锅的铭牌 额定电压 加热功率 压强设定值 220V 1000W 101kPa 解：由表二知道锅内气体压强设定值p＝101kPa、压力锅的功率为1000W，由表一可知此时锅内温度为100℃， 水吸收的热量： Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J， 由题知，压力锅消耗的电能： W电＝Pt＝Q吸＝6.72×105J， ∴需要时间： t＝ W电P ＝ 6.72×105J1000W ＝672s＝11.2min。 答：把锅内质量为2kg，初温为20℃的水加热至沸腾至少需要11.2min。

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