Question

7．“生活原來可以更美的”是大家熟悉的依據(jù)廣告詞，美的小家電中有一款電餅鐺（如圖甲），它的上下盤可以分別加熱，圖乙是其內(nèi)部電路圖，R_上、R_下分別為上盤和下盤的加熱電阻．R_上=R_下，正常工作的電壓為220V，當(dāng)上、下盤同時(shí)加熱時(shí)總功率為1100W（不考慮電熱絲電阻變化）．
（1）某次使用上、下盤同時(shí)加熱時(shí)，測(cè)得電路實(shí)際總電流為4A，此時(shí)該電餅鐺的實(shí)際功率是多少？
（2）在220V電壓下使用電餅鐺上、下盤同時(shí)加熱牛肉．若將0.5kg，20℃的牛肉加熱至100℃，需要多長(zhǎng)時(shí)間？【不計(jì)能量損失，c_牛肉=3.3×10³J（kg•℃）】
（3）請(qǐng)解釋：為什么電餅鐺在使用時(shí)溫度很高，而與之串聯(lián)在一起的導(dǎo)線卻不太熱？

Answer 1

分析 （1）知道上、下盤同時(shí)正常工作時(shí)的總功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出總電阻，再根據(jù)P=I²R求出實(shí)際總電流為4A時(shí)該電餅鐺的實(shí)際功率；
（2）知道牛肉的質(zhì)量、初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t₂-t₁）求出牛肉吸收的熱量，不計(jì)能量損失時(shí)消耗的電能和牛肉吸收的熱量相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出需要的加熱時(shí)間；
（3）電餅鐺的電阻與導(dǎo)體串聯(lián)，通過它們的電流和通電時(shí)間相同，根據(jù)Q=I²Rt和電餅鐺的電阻大于導(dǎo)線的電阻進(jìn)行解答．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，上、下盤同時(shí)工作的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
電路實(shí)際總電流為4A時(shí)，該電餅鐺的實(shí)際功率：
P′=I²R=（4A）²×44Ω=704W；
（2）牛肉吸收的熱量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）
=3.3×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃-20℃）
=1.32×10⁵J，
不計(jì)能量損失時(shí)消耗的電能：
W=Q_吸=1.32×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，需要的加熱時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1.32×1{0}^{5}J}{1100W}$=120s；
（3）由Q=I²Rt可知，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻大的產(chǎn)生的熱量多，導(dǎo)線電阻小于電餅鐺電阻，
所以，電餅鐺在使用時(shí)溫度很高，而與之串聯(lián)在一起的導(dǎo)線卻不太熱．
答：（1）該電餅鐺的實(shí)際功率是704W；
（2）將0.5kg，20℃的牛肉加熱至100℃，需要120s；
（3）由Q=I²Rt可知，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻大的產(chǎn)生的熱量多，導(dǎo)線電阻小于電餅鐺電阻，所以導(dǎo)線不太熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、吸熱公式、電功公式和焦耳定律的綜合應(yīng)用，要注意用電器在額定電壓下的功率和額定功率相等．