Question

9．如圖甲所示是一款超市用的透明玻璃門冷飲展示冰柜，該冰柜的玻璃門采用的是防霧玻璃，玻璃夾層中有電熱絲用來加熱玻璃，可以有效防止水蒸氣凝結(jié)在玻璃上，電熱絲與冰柜中的電動(dòng)壓縮機(jī)連接的簡化電路如圖乙所示，其相關(guān)參數(shù)如表所示．求：
（1）冰柜的電動(dòng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)的電流為多少？
（2）冰柜正常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻為多少？
（3）該冰柜的玻璃門的質(zhì)量是5kg，若不計(jì)熱量損失，電熱絲正常工作使門玻璃升高20℃需要多長時(shí)間？【玻璃的比熱容為0.84×10³J/（kg•℃）】

冰柜總質(zhì)量	160kg	額定電壓	220V
電動(dòng)壓縮機(jī)的額定功率	110W	防霧電熱絲的額定功率	100W

Answer 1

分析 （1）知道額定電壓和額定功率，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出額定電流．
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得冰柜正常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻．
（3）根據(jù)Q=cm△t可求得門玻璃升高20℃吸收的熱量，不計(jì)熱量損失，則Q=W，由P=$\frac{W}{t}$可求得時(shí)間．

解答 解：
（1）由P=UI可得，冰柜的電動(dòng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{110W}{220V}$=0.5A；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，冰柜正常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{熱}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω；
（3）門玻璃升高20℃吸收的熱量，
Q_吸=cm△t=0.84×10³J/（kg•℃）×5kg×20℃=8.4×10⁴J；
不計(jì)熱量損失，則W=Q_吸=8.4×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，電熱絲正常工作使門玻璃升高20℃需要的時(shí)間：
t=$\frac{W}{{P}_{熱}}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{100W}$=840s．
答：（1）冰柜的電動(dòng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)的電流為0.5A；
（2）冰柜正常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻為484Ω；
（3）電熱絲正常工作使門玻璃升高20℃需要840s時(shí)間．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，考查了熱量的計(jì)算、電功率的計(jì)算，要注意靈活選用電功率的公式．