Question

14．圖甲所示是某型號(hào)雙向雙動(dòng)式和面機(jī)．主要結(jié)構(gòu)為：加熱器、一個(gè)能帶動(dòng)攪拌器正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)、一個(gè)帶動(dòng)料桶的電動(dòng)機(jī)．使用時(shí)，先給水加熱到適宜的溫度，然后將面粉倒入，帶動(dòng)攪拌器和料筒的兩電動(dòng)機(jī)即交替工作．如表是這個(gè)和面機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，圖乙是和面機(jī)正常工作時(shí)攪拌電機(jī)和料桶電機(jī)交替工作的P-t圖象．

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
攪拌電機(jī)功率	900W
料桶電機(jī)功率
加熱功率	1000W

（1）小明利用如圖所示電磁繼電器控制攪拌器的正反轉(zhuǎn)，請(qǐng)將如圖丙工作電路連接完整．
（2）求加熱器正常工作時(shí)的電阻．
（3）若和面需用60℃的熱水，若取1.5kg 20℃的水，則需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)始和面？[設(shè)無(wú)熱損失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（4）為了測(cè)量和面機(jī)料桶電機(jī)的功率，小明將家里的其它用電器都關(guān)閉，他觀(guān)察到和面機(jī)電機(jī)正常工作12min，家里標(biāo)有“3000r/kW•h”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)了480轉(zhuǎn)．計(jì)算料桶電機(jī)的功率多大？

Answer 1

分析 （1）電磁繼電器一般由電磁鐵、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的，只要電磁鐵中通過(guò)電流，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下，帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）接觸，下面的電源被連入電路；當(dāng)改變電磁鐵中電流的方向，電磁鐵的極性改變，銜鐵在彈簧的作用返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）接觸，上面的電源被接入電路．
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算熱器正常工作時(shí)的電阻；
（3）先根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱烈，然后根據(jù)W=Pt的變形公式即可求出加熱時(shí)間；
（4）已知電能表每消耗1kw•h的電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)就轉(zhuǎn)動(dòng)3000r，從而可以計(jì)算出電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)480轉(zhuǎn)消耗的電能，又知道工作時(shí)間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算出料桶電機(jī)的功率．

解答 解：
（1）只要電磁鐵中通過(guò)電流，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下，帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）接觸，下面的電源被連入電路；當(dāng)改變電磁鐵中電流的方向，電磁鐵的極性改變，銜鐵在彈簧的作用返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）接觸，上面的電源被接入電路．如圖所示：
；
（2）由和面機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)可知，加熱功率為1000W，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得熱器正常工作時(shí)的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
（3）水吸收的熱量為：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（60℃-20℃）=2.52×10⁵J，
無(wú)熱損失，由W=Pt可得，和面機(jī)加熱的時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.52×1{0}^{5}J}{1000W}$=252s；
（4）電能表每消耗1kW•h的電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)就轉(zhuǎn)動(dòng)3000r，
其它用電器都關(guān)閉，工作12min消耗的電能為：
W=$\frac{480r}{3000r/kW•h}$=$\frac{8}{50}$kW•h=$\frac{8}{50}$×3.6×10⁶J=5.76×10⁵J，
由圖象乙可知，在12min內(nèi)，攪拌機(jī)工作了8min，則W_攪=P_攪t_攪=900W×8×60s=4.32×10⁵J
所以料桶消耗的電能為，W=5.76×10⁵J-4.32×10⁵J=1.44×10⁵J
料桶工作時(shí)間是4min，
所以料桶電機(jī)的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.44×1{0}^{5}J}{4×60s}$=600W．
答：（1）見(jiàn)上圖．
（2）加熱器正常工作時(shí)的電阻為48.4Ω．
（3）若和面需用60℃的熱水，若取1.5kg 20℃的水，則需要加熱252s開(kāi)始和面．
（4）料桶電機(jī)的功率600W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電磁鐵在電磁繼電器上的應(yīng)用，在解答此類(lèi)題目時(shí)，明確電磁繼電器實(shí)質(zhì)，它要接在兩個(gè)電路中，才能知道從何處連接電路．本題考查了熱量計(jì)算、對(duì)電能表的參數(shù)的理解，還考查了用電器單獨(dú)接入電路時(shí)，由用電器在一定時(shí)間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，求用電器的電功率．