Question

20．家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P₁是2.2KW，送风状态时的功率P₂是0.22KW，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图．
求：
（1）空调器在前5min 内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？
（2）在1h内，空调器将消耗的电能是多少度？
（3）空调的风扇在运转时能量是如何转化的？

Answer 1

分析 （1）从图象中读出前5min内空调的功率，然后与制冷功率和送风功率比较，与其相等的，则为空调所处的状态；然后利用I=$\frac{P}{U}$求出此时通过它的电流；
（2）从图象中算出空调在一小时内处于制冷状态时工作的时间，以及送风状态时工作的时间，然后利用W=Pt分别求出空调在两种状态下各消耗的电能，电能之和则为空调一小时消耗的总电能．
（3）电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，它是一种将电能转化为机械能的机器．

解答 解：（1）由图可知：空调在前5min内，其功率为P₂=0.22kW，因此此时空调处于送风状态；
由P=UI可得，此时通过它的电流：
I=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{0.22×1000W}{220V}$=1A；
（2）由图可知，1h内制冷时间t₁=40min=$\frac{2}{3}$h，送风时间t₂=20min=$\frac{1}{3}$h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，空调消耗的电能：
W=P₁t₁+P₂t₂=2.2kW×$\frac{2}{3}$h+0.22kW×$\frac{1}{3}$h=1.54kW•h；
（3）空调的风扇在运转时，消耗的电能转化为机械性能．
答：（1）空调器在前5min 内处于送风状态；此时通过它的电流是1A；
（2）在1h内，空调器将消耗的电能是1.54度；
（3）电能转化为机械能．

点评 本题结合空调的工作过程考查了电功率公式灵活应用以及能量的转化，从图中得出空调的制冷时间和送风时间是关键．