Question

3．小強(qiáng)家最近買來了一臺豆?jié){機(jī)，它的中間部位是一個(gè)帶動刀頭的電動機(jī)，用來將原料進(jìn)行粉碎打漿；外部是一個(gè)金屬圓環(huán)形狀的電熱管，負(fù)責(zé)對液體加熱煮沸．如表是這個(gè)豆?jié){機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，圖乙所示是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動機(jī)交替工作的P-t圖象．豆?jié){機(jī)正常工作時(shí)，請解答下列問題：

型號	SYL-624
額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電機(jī)功率	120W
加熱功率	1210W
容量	1000mL

（1）由圖乙可知，豆?jié){機(jī)中的電動機(jī)和電熱管的連接方式是并聯(lián)．電熱管工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）加熱過程中，通過豆?jié){機(jī)的電流多大？
（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？
（4）在一次豆?jié){機(jī)工作的時(shí)候，小強(qiáng)將家里的其他用電器都關(guān)閉，他觀察到豆?jié){機(jī)的電熱管工作時(shí)，家里標(biāo)有“1200r/（kW•h）”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)過了20r，此時(shí)電路兩端的實(shí)際功率是多大？

Answer 1

分析 （1）電熱管和電動機(jī)交替工作，互不影響，所以它們是并聯(lián)的，電熱管工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知加熱功率，根據(jù)P=UI求出通過豆?jié){機(jī)的電流；
（3）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；
（4）根據(jù)電能表參數(shù)及題意求出豆?jié){機(jī)消耗的電能，然后由功率公式求出豆?jié){機(jī)的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由圖可知，電流分別流經(jīng)電動機(jī)和電熱管，所以電動機(jī)和電熱管的連接方式是并聯(lián)；
加熱時(shí)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）電熱管工作時(shí)的電功率P₁=1210W，由P=UI可得，通過的電流：
I=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{1210W}{220V}$=5.5A；
（3）由圖丙可知豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，電動機(jī)的工作時(shí)間為t₁=2min=120s，電熱管的工作時(shí)間為t₂=9min=540s，
電動機(jī)消耗的電能：W₁=P₁t₁=120W×120s=14400J，
電熱管消耗的電能：W₂=P₂t₂=1210W×540s=653400J，
總功消耗的電能：W=W₁+W₂=14400J+653400J=667800J；
（4）豆?jié){機(jī)在加熱狀態(tài)下1min內(nèi)實(shí)際消耗的電能：
W_實(shí)=$\frac{1kW•h}{1200r}$×20r=$\frac{1}{60}$kW•h=6×10⁴J，
豆?jié){機(jī)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=$\frac{{W}_{實(shí)}}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{60s}$=1000W．
答：（1）并聯(lián)；內(nèi)；
（2）加熱過程中，通過豆?jié){機(jī)的電流為5.5A；
（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是667800J；
（4）此時(shí)豆?jié){機(jī)的實(shí)際功率是1000W．

點(diǎn)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(shí)際功率等的計(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)間和電動機(jī)工作時(shí)間，要學(xué)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(gè)參數(shù)的物理意義，解題過程中還要注意單位的換算．