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(2010?包头)如图所示,图甲是电力高压锅的示意图,图乙是它的工作原理图,R1为加热电阻,额定功率为800W;R2为保温电阻,R2=2R1;S1为压力开关,当高压锅内气体压强达到限压值1.5×105Pa时,S1会自动断开;S2为限时开关.要求:

(1)高压锅是根据什么原理很快煮熟饭菜的?
(2)高压锅正常工作时,R1的阻值为多大?
(3)若用此高压锅煮骨头汤,正常工作时,S2限时60min,S1、S2同时闭合30min后,锅内气压达到限压值时,S1自动断开,S2闭合至限时结束,此过程共消耗多少电能?
(4)为确保高压锅内气压不超过限压值,高压锅盖上还另有一如图丙所示的限压阀,它是由一直立圆柱形金属体和滤网型外套组成,当锅内气压达到限压值,且S1又不能自动断开时,锅内高压气体就会将圆柱形金属体顶起,并对外排气减压,从而起到限压作用,若金属体底面积为0.2cm2,则金属体的质量是多大?(外界大气压p0=1.0×105Pa,g=10N/kg).
分析:(1)液体的沸点跟气压有关,气压增大沸点升高,气压减小沸点降低;
(2)高压锅正常工作时,功率和额定功率相等,根据P=
U2
R
求出正常工作时R1阻值;
(3)先根据R2=2R1,求出R2正常工作时的功率P2,再根据电压力锅煮骨头汤,过程中共消耗电能为W=W1+W2=P1t1+P2t2,即可求出此过程中共消耗多少电能;
(4)由力的平衡的条件可知,当高温高压蒸气高压锅内气体产生的压力与大气产生的压力和金属体的重力相等时,起到限压的作用,据此求出金属体的质量.
解答:解:(1)高压锅的密封性强,使用时增大气压,提高水的沸点,食物在高温下,短时间内容易熟;
(2)根据P=
U2
R
可得:正常工作时R1阻值:
R1=
U2
P1
=
(220V)2
800W
=60.5Ω;
(3)R2正常工作时的功率:
P2=
U2
R2
=
U2
2R1
=
1
2
P1=400W,
 此过程中共消耗的电能:
W=W1+W2=P1t1+P2t2=0.8kW×0.5h+0.4kW×1h=0.8kW?h=2.88×106J;
(4)气体的压强为p=1.5×105Pa;
由力的平衡的条件可知:pS=p0S+mg,
即:1.5×105Pa×0.2×10-4m2=1.0×105Pa×0.2×10-4m2+m×10N/kg,
解得:m=0.1kg.
答:(1)高压锅在使用时利用限压阀增大锅内气体压强,气压增大,水的沸点就会升高;
(2)高压锅正常工作时,R1的阻值为60.5Ω;
(3)此过程共消耗2.88×106J的电能;
(4)金属体的质量是0.1kg.
点评:本题涉及到的知识点较多,有一定的拔高难度,通过此类题目的练习,进一步学生提高分析问题和解决问题的综合能力,又增强了学生收集信息与处理信息的能力.
练习册系列答案
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(2010?包头)如图反映了一只“220V 100W”的白炽灯正常工作时能量转化情况,下列说法错误的是(  )

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(2010?包头)如图是某同学探究平面镜成像特点的实验装置.实验前该同学事先设计了实验方案,请你帮他填写完整:
(1)实验要选取
相同
相同
(选填“相同”或“不同”)的两只蜡烛,目的是为了比较蜡烛的像与蜡烛的
大小
大小
关系.
(2)要想取得较好的实验效果,实验最好选择在
较暗
较暗
(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,实验中所用的玻璃板越
薄
薄
(选填“厚”或“薄”)越好.
(3)他认为把玻璃板放在方格纸上进行比较好,主要优点在于便于测量物与像到
平面镜
平面镜
的距离.
(4)实验中他用白纸做屏幕放在所看到的蜡烛的像的位置,然后在玻璃板后侧直接观察白纸,结果
不能
不能
(选填“能”或“不能”)看到像,从而知道平面镜所成的像是
虚
虚
像.
实验次数 物距/cm 像距/cm
第一次 9.0 9.0
第二次 13.5 13.4
第三次 15.0 15.0
(5)在玻璃板前点燃蜡烛,然后用另外一支未点燃的蜡烛在玻璃板后来回移动,找到像的位置后,测量记录实验数据如下表,其中第二次测量数据是由于测量
误差
误差
(选填“错误”或“误差”)造成的,据表中数据可得出的结论是
像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离
像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离
.

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