Question

5．圖1為小科家的電餅鐺，主要用于食品的烤烙和烹制．它采用雙控電路，額定電壓U=220V，上、下盤(pán)同時(shí)加熱時(shí)額定功率為1000W，工作的簡(jiǎn)化電路如圖2，S為總開(kāi)關(guān)，S₁和S₂為兩個(gè)溫控開(kāi)關(guān)，R₁和R₂為上、下兩盤(pán)的加熱電阻，R₁=R₂

（1）R₁正常工作時(shí)，功率是500W．
（2）R₁正常工作時(shí)，5分鐘R₁產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）小明媽媽總感覺(jué)做晚飯時(shí)，烙熟一個(gè)餅所用的時(shí)間比在其他時(shí)段要長(zhǎng)．小科決定用家中的電能表和手表測(cè)做晚飯時(shí)電餅襠的實(shí)際功率，于是，他關(guān)閉家中其他用電器，讓電餅鐺單獨(dú)工作5mim，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)了225r．（注：該電能表標(biāo)有“3000r/kW•h”，表示電路中毎消耗1kW•h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000r）
①電餅鐺的實(shí)際功率是多大？
②烙熟一個(gè)餅所用時(shí)間變長(zhǎng)的原因是電餅鐺的實(shí)際功率小于其額定功率．

Answer 1

分析 （1）由圖分析電餅檔的加熱功率情況，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算R₁正常工作時(shí)的功率；
（2）由Q=W=Pt計(jì)算R₁正常工作時(shí)，5分鐘產(chǎn)生的熱量；
（3）①已知每消耗1kw•h的電能，轉(zhuǎn)盤(pán)就轉(zhuǎn)動(dòng)3000r，可求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)225r消耗的電能，關(guān)鍵公式P=$\frac{W}{t}$可求冰箱的實(shí)際功率；
②根據(jù)Q=W=Pt可知烙熟一個(gè)餅所需熱量相同時(shí)，所用時(shí)間越長(zhǎng)，電功率越�。�

解答 解：
（1）由圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)，上、下盤(pán)同時(shí)加熱時(shí)額定功率為1000W，且R₁=R₂，
由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，U=U₁=U₂=220V，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知P₁=P₂，
所以P₁=P₂=500W，
（2）當(dāng)R₁正常工作時(shí)，5分鐘R₁產(chǎn)生的熱量：
Q₁=P₁t=500W×300s=1.5×10⁵J；
（3））①電餅鐺消耗的電能為W=$\frac{225r}{3000r/kW•h}$=0.075kW•h，
電餅鐺的實(shí)際功率為P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.075kW•h}{\frac{5}{60}h}$=0.9kW=900W．
②電餅鐺的實(shí)際功率小于其額定功率，由Q=W=Pt可知，要產(chǎn)生相同熱量，需要的時(shí)間長(zhǎng)些．
答：（1）500；（2）R₁正常工作時(shí)，5分鐘R₁產(chǎn)生的熱量是1.5×10⁵J；（3）①電餅鐺的實(shí)際功率是900W；②電餅鐺的實(shí)際功率小于其額定功率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查消耗電功率、電流和實(shí)際功率的計(jì)算等，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)是理解電能表參數(shù)的物理意義，解題過(guò)程中還要注意單位的換算．