Question

15．某豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu)有中間部位一個帶動刀頭的電動機(jī)，底部裝有電熱絲，用來對液體加熱煮沸．其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示．豆?jié){機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)容量下正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動機(jī)交替工作時的“P-t”圖象（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）如圖所示．        

型號	DJ15R-P3
額定電壓	220伏
電動機(jī)功率	220瓦
加熱功率	1000瓦
標(biāo)準(zhǔn)容量	1500毫升

（1）豆?jié){機(jī)中電動機(jī)和電熱絲的連接方式是并聯(lián)．（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）
（2）求豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少焦耳？
（3）當(dāng)電動機(jī)被卡住時很容易燒毀，若電動機(jī)線圈電阻大小為10歐，試求在額定電壓下此電動機(jī)卡住10秒鐘產(chǎn)生的熱量？

Answer 1

分析 （1）串聯(lián)的各用電器相互影響，不能獨立工作，并聯(lián)的各用電器互不影響，可以獨立工作，據(jù)此分析連接方式；
（2）根據(jù)W=Pt求出各自消耗的電能，兩者之和即為豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){總共消耗的電能．
（3）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可求得電流，根據(jù)Q=I²Rt求出線圈上產(chǎn)生的熱量；

解答 解：
（1）由題知，加熱和打漿是交替進(jìn)行，則電動機(jī)與電熱絲可以獨立工作、互不影響，因此電動機(jī)與電熱絲是并聯(lián)的；
（2）已知電動機(jī)功率P₁=220W，電熱管的加熱功率P₂=1000W，
由圖象可知，電動機(jī)的工作時間t₁=6min=360s，電熱管的工作時間 t₂=9min=540s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，
電動機(jī)消耗的電能：W₁=P₁t₁=220W×360s=7.92×10⁴J，
電熱管消耗的電能：W₂=P₂t₂=1000W×540s=5.4×10⁵J，
總共消耗的電能：W_總=W₁+W₂=7.92×10⁴J+5.4×10⁵J=6.192×10⁵J；
（3）已知U=220V，R=10Ω，t=10s，
電動機(jī)卡住時，電路中電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{10Ω}$=22A，
在額定電壓下此電動機(jī)卡住10秒鐘產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（22A）²×10Ω×10s=4.84×10⁴J．
答：（1）并聯(lián)；
（2）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是6.192×10⁵J；
（3）在額定電壓下此電動機(jī)卡住10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4.84×10⁴J．

點評 本題考查了電功公式和焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道電動機(jī)消耗的電能減去線圈產(chǎn)生的熱量即為電動機(jī)輸出的機(jī)械能．電動機(jī)是非純電阻電路，線圈產(chǎn)生的熱量小于電動機(jī)正常工作時消耗的總電能，知道線圈卡住無法轉(zhuǎn)動，電源電壓全部加在電阻上．