Question

1．标有“220V　40W”的电烙铁，接在220V的电源上，该电烙铁每分钟产生的热量是2400J，1h消耗的电能是0.04kW•h．有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R_甲＞R_乙，现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I_甲＜I_乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q_甲＜Q_乙．（均选填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

分析 （1）电烙铁为纯电阻，并在220V的额定电压下工作，已知额定功率和工作时间，可利用公式W=Pt计算产生的热量，并利用公式W=Pt计算消耗的电能．
（2）两电炉电压相等，已知电阻大小关系，则可由欧姆定律求出电流之比．由公式：Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出热量大小关系．

解答 解：（1）电烙铁为纯电阻，
因为P=40W，t=1min=60s，
所以每分钟产生的热量为：Q=W=Pt=40W×60s=2400J，
又因为t′=1h=3600s，
所以1h消耗的电能为：W′=Pt′=40W×3600s=144000J=0.04kW•h．
（2）两电阻上电压相等，由I=$\frac{U}{R}$得：I₁=$\frac{U}{{R}_{甲}}$，I₂=$\frac{U}{{R}_{乙}}$，因为R_甲＞R_乙，所以I_甲＜I_乙．
由Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t得，Q_甲=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{甲}}$t，Q_乙=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{乙}}$t，
因两电阻上电压相等，且时间相同，R_甲＞R_乙，则Q_甲＜Q_乙．
故答案为：2400；0.04；＜；＜．

点评 （1）本题考查电功的计算和电热问题，关键是判断是否为纯电阻电路．注意生活中常用电器的能量转化情况：纯电阻用电器，消耗电能全转化为内能的，电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅等，可以利用Q=W=Pt计算，但对于电风扇、电吹风、电视机不可以．
（2）本题因为电压相等，故求功时一般优先选W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，但由于第一空中先求出了电流之比故也可以用Q=I²Rt来求．