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，

问题描述：

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？

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最佳答案：

（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．