Question

14．图甲所示是某型号双向双动式和面机．主要结构为：加热器、一个能带动搅拌器正转和反转的电动机、一个带动料桶的电动机．使用时，先给水加热到适宜的温度，然后将面粉倒入，带动搅拌器和料筒的两电动机即交替工作．如表是这个和面机的主要技术参数，图乙是和面机正常工作时搅拌电机和料桶电机交替工作的P-t图象．

额定电压	220V
额定频率	50Hz
搅拌电机功率	900W
料桶电机功率
加热功率	1000W

（1）小明利用如图所示电磁继电器控制搅拌器的正反转，请将如图丙工作电路连接完整．
（2）求加热器正常工作时的电阻．
（3）若和面需用60℃的热水，若取1.5kg 20℃的水，则需要加热多长时间开始和面？[设无热损失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（4）为了测量和面机料桶电机的功率，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到和面机电机正常工作12min，家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘转过了480转．计算料桶电机的功率多大？

Answer 1

分析 （1）电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、触点簧片等组成的，只要电磁铁中通过电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）接触，下面的电源被连入电路；当改变电磁铁中电流的方向，电磁铁的极性改变，衔铁在弹簧的作用返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）接触，上面的电源被接入电路．
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算热器正常工作时的电阻；
（3）先根据Q=cm△t求出水吸收的热烈，然后根据W=Pt的变形公式即可求出加热时间；
（4）已知电能表每消耗1kw•h的电能表的转盘就转动3000r，从而可以计算出电能表的转盘转480转消耗的电能，又知道工作时间，可利用公式P=$\frac{W}{t}$计算出料桶电机的功率．

解答 解：
（1）只要电磁铁中通过电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）接触，下面的电源被连入电路；当改变电磁铁中电流的方向，电磁铁的极性改变，衔铁在弹簧的作用返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）接触，上面的电源被接入电路．如图所示：
；
（2）由和面机的主要技术参数可知，加热功率为1000W，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得热器正常工作时的电阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
（3）水吸收的热量为：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（60℃-20℃）=2.52×10⁵J，
无热损失，由W=Pt可得，和面机加热的时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.52×1{0}^{5}J}{1000W}$=252s；
（4）电能表每消耗1kW•h的电能表的转盘就转动3000r，
其它用电器都关闭，工作12min消耗的电能为：
W=$\frac{480r}{3000r/kW•h}$=$\frac{8}{50}$kW•h=$\frac{8}{50}$×3.6×10⁶J=5.76×10⁵J，
由图象乙可知，在12min内，搅拌机工作了8min，则W_搅=P_搅t_搅=900W×8×60s=4.32×10⁵J
所以料桶消耗的电能为，W=5.76×10⁵J-4.32×10⁵J=1.44×10⁵J
料桶工作时间是4min，
所以料桶电机的功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.44×1{0}^{5}J}{4×60s}$=600W．
答：（1）见上图．
（2）加热器正常工作时的电阻为48.4Ω．
（3）若和面需用60℃的热水，若取1.5kg 20℃的水，则需要加热252s开始和面．
（4）料桶电机的功率600W．

点评 本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，在解答此类题目时，明确电磁继电器实质，它要接在两个电路中，才能知道从何处连接电路．本题考查了热量计算、对电能表的参数的理解，还考查了用电器单独接入电路时，由用电器在一定时间内电能表转动的圈数，求用电器的电功率．