Question

2．如图甲所示，是一种叫“空气炸锅”的用电器，其原理是利用热空气流来加热食物．工作电路如图乙所示．工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管R停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管R重新开始加热，循环工作保障箱内温度维持为预设温度．已知正常工作时，电风扇的功率为88W，空气炸锅的总功率为1298W．求：

（1）当定时开关闭合时，电热管停止加热时，电路中的电流大小是多少安？
（2）正常工作时，电热管R的电阻大小是多少欧，电热管R的电功率是多少瓦？
（3）使用该空气炸锅在一次焙烤玉米的过程中，定时开关设定为20min（即20min内定时开关始终保持闭合状态），电热管正常循环工作图象如图丙所示，则本次焙烤玉米共消耗的电能为多少焦？

Answer 1

分析 （1）电源电压为220V，分析电路的连接，根据P=UI求电路中的电流大小；
（2）求出电热管的功率，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求其电阻大小；
（3）由图丙搞清风扇和电热管工作的时间，根据W=Pt求各自消耗的能量之和．

解答 （1）当定时开关闭合时，电热管停止加热时，只有电风扇工作，电路中的电流大小I=$\frac{P}{U}=\frac{88W}{220V}$=0.4A；
（2）正常工作时，电风扇的功率为88W，空气炸锅的总功率为1298W，
电热管的功率P_加=1298W-88W=1210W，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，电热管R的电阻大小R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加}}=\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω；
（3）焙烤玉米时，风扇与电热管并联，风扇在20分钟内一直工作，
风扇消耗的电能W_风扇=P_风扇t₁=88W×20×60s=1.056×10⁵J，
由图丙可知，电热管在20min内，只工作了20min-2min-2min=16min，
所以其消耗的电能W_管=P_管t₂=1210W×16×60s=1.1616×10⁶J，
则本次焙烤玉米共消耗的电能W=1.056×10⁵J+1.1616×10⁶J=1.2672×10⁶J
答：（1）当定时开关闭合时，电热管停止加热时，电路中的电流大小是0.4A；
（2）正常工作时，电热管R的电阻大小是40欧，电热管R的电功率是1210W；
（3）使用该空气炸锅在一次焙烤玉米的过程中，定时开关设定为20min（即20min内定时开关始终保持闭合状态），电热管正常循环工作图象如图丙所示，则本次焙烤玉米共消耗的电能为1.2672×10⁶J．

点评 本题考查电功率、电功公式的计算及读图能力，关键是从图中获取有效的信息．