如图甲所示的电压力锅，集压力锅、电饭锅的优点于一体，省时节电，热效率高．它的工作原理图如图乙．当闭合开关S2和S1，电压力锅处于加热状态，锅内物体被迅速加热，达到预定温度，

Question

如图甲所示的电压力锅，集压力锅、电饭锅的优点于一体，省时节电，热效率高．它的工作原理图如图乙．当闭合开关S₂和S₁，电压力锅处于加热状态，锅内物体被迅速加热，达到预定温度，开关S₁自动断开电压力锅处于保温状态．若电压力锅保温时的电功率为400W，电阻R₁的阻值为96.8Ω．

（1）电阻R₂的阻值是多少？
（2）若锅中有质量为2kg的水，初温10℃，把这些水加热到110℃，至少需要消耗多少电能？
【已知消耗的电能有80%被水有效利用，水的比热容C_水=4.2×10³J/（kg•℃）】
（3）若电路的实际电压为198V，电压锅加热时的实际功率为多少？

Answer 1

（1）由图当S₁断开电压力锅处于保温状态，此时只有R₂连入电路，
由P=(U2)/(R)可得R₂的阻值：
R₂=(U2)/(P保)=((220V)2)/(400W)=121Ω；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（110℃-10℃）=8.4×10⁵J，
由80W=Q_吸可得消耗的电能：
W=(Q吸)/(80%)=(8.4×105J)/(0.8)=1.05×10⁶J；
（3）闭合开关S₂和S₁，电压力锅处于加热状态，
U_实=U₁=U₂，
所以电压锅加热时的实际功率：
P_实=P₁+P₂=(U实2)/(R1)+(U实2)/(R2)=((198V)2)/(96.8Ω)+((198V)2)/(121Ω)=405W+324W=729W．
答：（1）电阻R₂的阻值是121Ω；
（2）若锅中有质量为2kg的水，初温10℃，把这些水加热到110℃，至少需要消耗1.05×10⁶J电能；
（3）若电路的实际电压为198V，电压锅加热时的实际功率为729W．