Question

5．有一種電烤箱又名“空氣炸鍋”如圖甲所示，其原理是利用熱空氣流加熱食物，其優(yōu)點(diǎn)是可以用很少油或者不用油，工作電路圖如圖乙．工作時，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，溫控開關(guān)自動斷開，電熱管停止加熱，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，溫控開關(guān)自動閉合，電熱管重新開始加熱，循環(huán)工作保障箱內(nèi)溫度維持為預(yù)設(shè)溫度．已知電風(fēng)扇的功率為55W，電熱管的電阻R為40Ω．求：
（1）正常工作時電熱管的功率；
（2）使用該空氣炸鍋在一次焙烤玉米的過程中，定時開關(guān)設(shè)定為20分鐘，電熱管正常循環(huán)工作圖象如圖丙，求本次焙烤玉米共消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）正常工作時電熱管兩端的電壓為220V，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出功率；
（2）由電路圖可知，電烤箱工作時電風(fēng)扇一直在工作，根據(jù)W=Pt求出電風(fēng)扇消耗的電能，再根據(jù)圖象讀出電熱管工作的時間求出其消耗的電能，兩者之和即為本次焙烤玉米共消耗的電能．

解答 解：（1）正常工作時電熱管的功率：
P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（220V）^{2}}{40Ω}$=1210W；
（2）當(dāng)焙烤玉米時，電風(fēng)扇與電熱管是并聯(lián)關(guān)系，且電風(fēng)扇在20分鐘內(nèi)一直工作：
由P=$\frac{W}{t}$可得，電風(fēng)扇消耗的電能：
W_M=P_Mt_M=55W×20×60s=6.6×10⁴J，
從丙圖可知電熱管在20分鐘內(nèi)，只工作了16min，電熱管消耗的電能：
W_R=P_Rt_R=1210W×16×60s=1.1616×10⁶J，
本次焙烤玉米共消耗的電能：
W=W_M+W_R=6.6×10⁴J+1.1616×10⁶J=1.2276×10⁶J．
答：（1）正常工作時電熱管的功率為1210W；
（2）本次焙烤玉米共消耗的電能為1.2276×10⁶J．

點(diǎn)評 本題考查了電功率和電功的計算，從電路圖中得出電烤箱工作時電風(fēng)扇一直工作是關(guān)鍵．