题目内容

20.王铭是班里有名的“物理迷”,他爱观察,勤思考.一天,妈妈到超市购买了一台家用豆浆机,他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多物理知识.

(1)豆浆机的机头主要由一个电热器(电热丝)和一个电动机带动的打浆器构成.制作豆浆的过程是先加热,再打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的.由此可知,豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是并联.
(2)豆浆机铭牌上的部分技术参数如表.豆浆机在额定电压下打浆时,通过电动机的电流是多少?
额定电压220V
额定频率50Hz
电动机额定功率120W
电热器额定功率1100W
(3)算一下豆浆机的电热器电热丝的电阻值是多少?
(4)如图2是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的P-t图象.豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?

分析 (1)因为电热器和电动机接在同一电源上,可以独立工作,互不影响,为并联;
(2)由参数表可知电动机的额定电压和额定功率,利用I=$\frac{P}{U}$求电动机工作的电流;
(3)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出电热丝的电阻值;
(4)由图可知,豆浆机正常工作一次电热管工作时间和电动机工作时间,利用W=Pt求豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能.

解答 解:(1)电热器和电动机制作豆浆的过程是先加热,再打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的,所以可以独立工作,互不影响,则电动机和电热器的连接方式所以为并联;
(2)电动机的电流为:
I电机=$\frac{{P}_{电机}}{{U}_{额}}$=$\frac{120W}{220V}$≈0.55A;
(3)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得电热丝的电阻值为:
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{(220V)^{2}}{1100W}$=44Ω;
(4)由图丙可知豆浆机正常工作做一次豆浆,电动机的工作时间为t1=2min=120s,电热器的工作时间为t2=11min-2min=9min=540s,
电动机消耗的电能:W1=P1t1=120W×120s=14400J,
电热器消耗的电能:W2=P2t2=1100W×540s=594000J,
消耗的总电能:W=W1+W2=14400J+594000J=608400J.
答:(1)并;(2)通过电动机的电流约为0.55A;(3)电热器电热丝的电阻值是44Ω;(4)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是608400J.

点评 本题考查电路串并联的辨别和能量的转化、电流、消耗电能、实际功率、电阻、实际电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求豆浆机正常工作一次电热管工作时间和电动机工作时间,要学会从题目所给信息中找到有用的数据,能正确理解电能表的各个参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算.虽然难度不大,但综合性强,只要细心处理,难度不大.

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