Question

17．為了改善早餐的營養(yǎng)，小波甲新買了一臺全自動豆?jié){機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表，如圖甲所示是豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，中間部位是一個帶動刀頭的電動機(jī)，用來將原料粉碎打漿，外部有一個金屬圓環(huán)狀的電熱管，用來將液體加熱煮沸；圖乙是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動機(jī)交替工作時的P-t圖象，媽媽說一次打漿要向豆?jié){機(jī)中加入黃豆和清水共1.5kg，共需11min完成加工過程．

型號	SYL-624
額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動機(jī)功率	120W
加熱功率	1210W
容量	1500mL

（1）豆?jié){機(jī)中的電動機(jī)和電熱管的連接方式是并聯(lián)；電熱管工作時把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）豆?jié){機(jī)正常加熱時電熱管的電阻是多少？
（3）根據(jù)P-t圖可知，從第8min至第11min為第二段加熱過程，若此過程中豆?jié){溫度由70℃上升到100℃，求這段過程中豆?jié){吸收的熱量是多少？【c_豆?jié){=4.0×10³J/（kg•℃）】
（4）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？

Answer 1

分析 （1）電熱管和電動機(jī)交替工作，互不影響，所以它們是并聯(lián)的，電熱管工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）豆?jié){機(jī)正常加熱時電熱管的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出其電阻；
（3）知道豆?jié){的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出豆?jié){吸收的熱量；
（4）由圖可知，豆?jié){機(jī)正常工作一次電熱管工作時間和電動機(jī)工作時間，利用W=Pt求豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){消耗的電能．

解答 解：（1）由圖可知，電流分別流經(jīng)電動機(jī)和電熱管，所以電動機(jī)和電熱管的連接方式是并聯(lián)；電熱管工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，豆?jié){機(jī)正常加熱時電熱管的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{R}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210Ω}$=40Ω；
（3）這段過程中豆?jié){吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.0×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-70℃）
=1.8×10⁵J；
（4）由圖乙可知，加熱時間t_R=9min=540s，電動機(jī)工作時間t_M=2min=120s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加熱消耗的電能：
W_R=P_Rt_R=1210W×540s=653400J，
電動機(jī)工作消耗的電能：
W_M=P_Mt_M=120W×120s=14400J，
豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){總共消耗的電能：
W=W_R+W_M=653400J+14400J=667800J．
答：（1）并；內(nèi)；
（2）豆?jié){機(jī)正常加熱時電熱管的電阻是40Ω；
（3）這段過程中豆?jié){吸收的熱量是1.8×10⁵J；
（4）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是667800J．

點(diǎn)評 本題主要考查了學(xué)生對串并聯(lián)電路的辨別、電功的實(shí)質(zhì)、電功率公式、吸熱公式和電功公式的應(yīng)用，弄懂圖象、從表中找出有用的數(shù)據(jù)是解決此題的關(guān)鍵．