电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．右图是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数．其中R1是主加热器，R2是保压加热器．接通电路后，

Question

电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．右图是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数．其中R₁是主加热器，R₂是保压加热器．接通电路后，开关s自动与触点a接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将2.5kg初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作24min．假设消耗的电能全部被有效利用，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．求：

额定电压（V）	220
主加热器额定功率（W）	800
保压加热器额定功率（W）	200
保压温度（℃）	105
最大容积（L）	5

（1）电压力锅在加热状态时的电流．
（2）电压力锅多少秒后开始保压？
（3）电压力锅在此24min内消耗的电能．

Answer 1

（1）电压力锅在加热状态时的功率P_主加热=800W，P_保压加热=200W，
根据P=UI可得，电压力锅中的电流：
I=(P主加热+P保压加热)/(U)=(800W+200W)/(220V)≈4.5A；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（105℃-25℃）=8.4×10⁵J，
消耗的电能：W_加热=Q_吸=8.4×10⁵J，
根据W=Pt，电压力锅加热到开始保压的时间：
t_加热=(W)/(P加热)=(8.4×105J)/(1000W)=840s；
（3）24min内保温的时间：
t_保温=t-t_加热=24×60s-840s=600s，
保温时消耗的电能：
W_保温=P_保温t_保温=200W×600s=1.2×10⁵J，
电压力锅在此30min内消耗的电能：
W=W_加热+W_保温=8.4×10⁵J+1.2×10⁵J=9.6×10⁵J．
答：（1）电压力锅在加热状态时的电流约为4.5A；
（2）电压力锅840s后开始保压；
（3）电压力锅在24min内消耗的电能为9.6×10⁵J．