题目内容
（2011?鄂州）家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图．先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固．旋转开关接ab时电路消耗功率为1522W，旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R1是加热电热丝，R2是保温电热丝，R0为保护发光二极管正常工作的限流电阻．（忽略温度对电阻的影响）（1）用电器正常工作时，求保温电热丝R2的电阻值．
（2）液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量？C液=1.8×103J/（kg?℃）
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少？
分析：根据题干所给信息进行分析得：旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，可得出R2消耗的功率，由公式R2=U2/P保可以算出R2的阻值；由吸热公式Q=C液m△t可以算出液体乙烯材料吸收热量；当温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，由电路消耗功率为1522W减去发光二极管所在支路消耗的功率，便是热电热丝R1消耗的功率，进而利用公式Q=W=Pt（纯电阻）计算出加热电热丝R1产生的热量．
解答：解：（1）保温电热丝消耗的功率：P保=Pcd-P动=1200W-1100W=100W
保温电热丝阻值：R2=
=
=484Ω
（2）液体乙烯材料吸收热量：
Q=C液m△t=1.8×103J/（kg?℃）×6kg×（70℃-20℃）=5.4×105J
（3）发光二极管正常工作的电流：IL=
=
=0.1A
发光二极管支路消耗的功率：P支=U×IL=220V×0.1A=22W
加热电热丝消耗的功率：P加=Pab-P支=1522W-22W=1500W
加热电热丝产生的热量：Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J
答：（1）保温电热丝R2的电阻值为484Ω；
（2）液体乙烯材料吸收的热量为5.4×105J；
（3）该过程中加热电热丝产生的热量为6×105J．
保温电热丝阻值：R2=
| U2 |
| P保 |
| (220V)2 |
| 100W |
（2）液体乙烯材料吸收热量：
Q=C液m△t=1.8×103J/（kg?℃）×6kg×（70℃-20℃）=5.4×105J
（3）发光二极管正常工作的电流：IL=
| PL |
| UL |
| 0.2W |
| 2V |
发光二极管支路消耗的功率：P支=U×IL=220V×0.1A=22W
加热电热丝消耗的功率：P加=Pab-P支=1522W-22W=1500W
加热电热丝产生的热量：Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J
答：（1）保温电热丝R2的电阻值为484Ω；
（2）液体乙烯材料吸收的热量为5.4×105J；
（3）该过程中加热电热丝产生的热量为6×105J．
点评：本题考查了有关电学的电阻和电功率及电热的计算，把物质升温吸热和电学综合在一起，此题有很大的难度．要求学生重在分析透彻，方可正确解答．
练习册系列答案
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