电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品，它结合了压力锅和电饭锅的优点，能快速、安全、自动实现多种烹调方式，其节能、营养的特性是现代人追求的方向．如图甲是一种电压力

Question

电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品，它结合了压力锅和电饭锅的优点，能快速、安全、自动实现多种烹调方式，其节能、营养的特性是现代人追求的方向．如图甲是一种电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，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S₂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）保温电阻R₂的阻值为多少？
（2）小明家的电能表如图乙所示，当小明家只有电压力锅在工作并且处于加热状态10分钟，则电能表的转盘旋转多少圈？
（3）已知锅内水的质量为1kg，初温为16℃，测出闭合开关S₁到电路中b指示灯亮用了500s，求出电压力锅从开始加热至锅内气压达到设定值时的电热效率．【水的比热容：4.2×10³焦/（千克•℃）】

表一：水的沸点T与气体压强P的关系									表二：电压力锅的铭牌
T/℃	100	105	110	112	114	116	118	120	额定电压	加热功率	压强设定值
P/kPa	101	121	143	154	163	175	187	199	220V	1000W	175kPa

Answer 1

（1）保温时S₂与触点b接通，电路为L和R₂的串联电路，由P=(U2)/(R)可得，电路中的总电阻，R_总=(U2)/(P)=((220V)2)/(20W)=2420Ω，
因为灯泡与R₂串联，所用R₂的阻值：
R₂=R_总-R_L=2420Ω-20Ω=2400Ω；
（2）电压力锅加热状态10分钟消耗的电能：
W=Pt=1kW×(10)/(60)h=(1)/(6)kW•h；
则电能表表盘转到的圈数：
n=(1)/(6)kW•h×600r/kW•h=100圈；
（3）表二知道锅内气体压强设定值p=175kPa、压力锅的功率为1000W，由表一可知此时锅内温度为116℃，测出闭合开关S₁到电路中指示灯亮的时间500s；
电力锅消耗的电能：
W_电=Pt=1000W×500s=5×10⁵J；
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/kg×1kg×（116℃-16℃）=4.2×10⁵J；
压力锅的效率：
η=(Q吸)/(W电)×100%=(4.2×105J)/(5×105J)×100%=84%．
答：（1）保温电阻R₂的阻值是2400Ω；
（2）小明家只有电压力锅工作半小时，其间处于加热状态10分钟，则电能表的转盘旋转100圈；
（3）电力锅从开始加热至锅内气压达到设定时的电热效率为84%．