题目内容

【题目】如图甲所示的某品牌豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成.中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头,将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热装置, 电热装置的简化电路图如图乙所示,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2 是发热电 阻,豆浆机的主要参数如下表.请解答下列问题:

型号

额定电压

打浆装置

电热装置

JYP-p115

220V

电机功率

加热功率

保温功率

180W

1000W

242W

(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg,打浆完成后浆的初温为40℃,加热该浆使其温度升高到100℃,需要吸收多少热量?[设该浆的比热容为4.0×103J/(kg℃)]

(2)电阻R1和R2的阻值分别为多大?

(3)该豆浆机同时处于打浆和加热时,正常工作1min 所消耗电能为多大?

【答案】(1)2.4×105J;(2)48.4Ω; 151.6Ω;(3)7.08×104J

【解析】

(1)浆的初温为40℃,使该浆的温度升高到100℃,豆浆吸收的热量:Q=cmΔt=4.0×103J/(kg℃)×1.0kg×(100℃-40℃)=2.4×105J;

(2)当开关S接a时,为R1的简单电路;S接b时,两电阻串联,因根据串联总电阻大于其中任一分电阻,根据P=可知,当开关S接a时,加热状态;当开关S接b时,电阻R1和R2串联为保温状态,电阻R1的阻值:R1==48.4Ω;

当开关S接b时,电阻R1和R2串联,为保温状态,则总电阻:R==200Ω,根据电阻的串联可得,R2的阻值:R2=R-R1=200Ω-48.4Ω=151.6Ω;

(3)该豆浆机同时处于打浆和加热时,正常工作1min 所消耗电能:W总=(P电机+P加热)t=(180W+1000W)×60s=7.08×104J。

答:(1)加热该浆使其温度升高到100℃,需要吸收2.4×105J热量;

(2)电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω和151.6Ω;

(3)该豆浆机同时处于打浆和加热时,正常工作1min 所消耗电能为7.08×104J。

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