Question

20．王銘是班里有名的“物理迷”，他愛觀察，勤思考．一天，媽媽到超市購買了一臺家用豆?jié){機，他仔細觀察了豆?jié){機的構造、銘牌和制作豆?jié){的過程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識．

（1）豆?jié){機的機頭主要由一個電熱器（電熱絲）和一個電動機帶動的打漿器構成．制作豆?jié){的過程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進行的．由此可知，豆?jié){機中的電動機和電熱器的連接方式是并聯(lián)．
（2）豆?jié){機銘牌上的部分技術參數(shù)如表．豆?jié){機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流是多少？

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動機額定功率	120W
電熱器額定功率	1100W

（3）算一下豆?jié){機的電熱器電熱絲的電阻值是多少？
（4）如圖2是豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動機交替工作時的P-t圖象．豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？

Answer 1

分析 （1）因為電熱器和電動機接在同一電源上，可以獨立工作，互不影響，為并聯(lián)；
（2）由參數(shù)表可知電動機的額定電壓和額定功率，利用I=$\frac{P}{U}$求電動機工作的電流；
（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){機正常工作一次電熱管工作時間和電動機工作時間，利用W=Pt求豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){消耗的電能．

解答 解：（1）電熱器和電動機制作豆?jié){的過程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進行的，所以可以獨立工作，互不影響，則電動機和電熱器的連接方式所以為并聯(lián)；
（2）電動機的電流為：
I_電機=$\frac{{P}_{電機}}{{U}_{額}}$=$\frac{120W}{220V}$≈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){機正常工作做一次豆?jié){，電動機的工作時間為t₁=2min=120s，電熱器的工作時間為t₂=11min-2min=9min=540s，
電動機消耗的電能：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）通過電動機的電流約為0.55A；（3）電熱器電熱絲的電阻值是44Ω；（4）豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是608400J．

點評 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、實際功率、電阻、實際電壓等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是求豆?jié){機正常工作一次電熱管工作時間和電動機工作時間，要學會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參數(shù)的物理意義，解題過程中還要注意單位的換算．雖然難度不大，但綜合性強，只要細心處理，難度不大．