Question

【題目】如圖所示某家用電壓力鍋及其工作原理圖，R1、R2分別是主加熱器和保壓加熱器，R1的額定功率為800W；L是用來指示電壓力鍋工作狀態的變色發光二極管，當通過它的電流小于40mA時，發紅光，達到40mA時，開始發綠光，只要有電流通過L其兩端電壓就恒為2V；R0是特殊電阻，其阻值隨鍋內溫度變化而改變；接通電路，開關S自動與觸點a、b閉合，開始加熱，當鍋內水溫達到105℃時，S自動與a、b斷開，并與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，且未沸騰．求：

（1）電壓力鍋正常工作時，若指示燈L發綠光，R0的最大阻值是多少？

（2）當鍋內氣壓為110kPa時，鍋內氣體對面積為400cm2的鍋蓋的壓力多大？

（3）在保壓狀態下，加熱器正常工作1h耗電0.2kWh，R2的阻值是多少？

（4）用該壓力鍋對5L、20℃的水加熱，正常工作35min，水溫升高到多少℃？【已知消耗的電能有90%被有效利用，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）】

Answer 1

【答案】（1）5450Ω（2）4400N（3）242Ω（4）105℃

【解析】解：（1）由題，R0與L串聯，當電流達到40mA時，L發綠光，其兩端電壓為2V，所以R0兩端電壓U0=U-UL=220V-2V=218V，

（2）鍋蓋受到的壓力 .

（3）當觸點c與S接通，電壓力鍋開始保壓，此時的電功率

，

R2的阻值

（4）電壓力鍋工作35min所產生的熱量

已知消耗的電能有90%被有效利用，

所以水吸收的熱量

故水溫的變化 ，

所以水溫升高到20℃+90℃=110℃＞105℃，當鍋內水溫達到105℃時，S自動與a、b斷開，并與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，因此水溫升高到105℃。