Question

20．王銘是班里有名的“物理迷”，他愛(ài)觀察，勤思考．一天，媽媽到超市購(gòu)買了一臺(tái)家用豆?jié){機(jī)，他仔細(xì)觀察了豆?jié){機(jī)的構(gòu)造、銘牌和制作豆?jié){的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識(shí)．

（1）豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要由一個(gè)電熱器（電熱絲）和一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的打漿器構(gòu)成．制作豆?jié){的過(guò)程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進(jìn)行的．由此可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱器的連接方式是并聯(lián)．
（2）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表．豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)額定功率	120W
電熱器額定功率	1100W

（3）算一下豆?jié){機(jī)的電熱器電熱絲的電阻值是多少？
（4）如圖2是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過(guò)程中電熱管和電動(dòng)機(jī)交替工作時(shí)的P-t圖象．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）因?yàn)殡姛崞骱碗妱?dòng)機(jī)接在同一電源上，可以獨(dú)立工作，互不影響，為并聯(lián)；
（2）由參數(shù)表可知電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定功率，利用I=$\frac{P}{U}$求電動(dòng)機(jī)工作的電流；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出電熱絲的電阻值；
（4）由圖可知，豆?jié){機(jī)正常工作一次電熱管工作時(shí)間和電動(dòng)機(jī)工作時(shí)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）電熱器和電動(dòng)機(jī)制作豆?jié){的過(guò)程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進(jìn)行的，所以可以獨(dú)立工作，互不影響，則電動(dòng)機(jī)和電熱器的連接方式所以為并聯(lián)；
（2）電動(dòng)機(jī)的電流為：
I_電機(jī)=$\frac{{P}_{電機(jī)}}{{U}_{額}}$=$\frac{120W}{220V}$≈0.55A；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得電熱絲的電阻值為：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
（4）由圖丙可知豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間為t₁=2min=120s，電熱器的工作時(shí)間為t₂=11min-2min=9min=540s，
電動(dòng)機(jī)消耗的電能：W₁=P₁t₁=120W×120s=14400J，
電熱器消耗的電能：W₂=P₂t₂=1100W×540s=594000J，
消耗的總電能：W=W₁+W₂=14400J+594000J=608400J．
答：（1）并；（2）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流約為0.55A；（3）電熱器電熱絲的電阻值是44Ω；（4）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是608400J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電路串并聯(lián)的辨別和能量的轉(zhuǎn)化、電流、消耗電能、實(shí)際功率、電阻、實(shí)際電壓等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是求豆?jié){機(jī)正常工作一次電熱管工作時(shí)間和電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，能正確理解電能表的各個(gè)參數(shù)的物理意義，解題過(guò)程中還要注意單位的換算．雖然難度不大，但綜合性強(qiáng)，只要細(xì)心處理，難度不大．