Question

11．現(xiàn)在衢州的人們?cè)絹?lái)越注重健康，豆?jié){機(jī)開(kāi)始走進(jìn)人們的家庭生活中．豆?jié){機(jī)內(nèi)部有一個(gè)電動(dòng)機(jī)（用表示），一個(gè)電熱絲（用表示），開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線組成的電路，如表及圖1它的工作流程和銘牌：

工作程序	碾碎成漿	預(yù)熱	碾細(xì)	煮沸	停止工作
工作時(shí)間	3分鐘	5分鐘	2分鐘	3分鐘	…
工作狀態(tài) 電熱絲 電動(dòng)機(jī)	× √	√ ×	× √	√ ×	…

（1）根據(jù)豆?jié){機(jī)的工作程序，選擇合適的豆?jié){機(jī)內(nèi)部電路的是圖2中的A．
（2）在正常工作情況下，制作一次豆?jié){需要消耗多少電能？
（3）在用電高峰時(shí)，電壓不正常，為200伏，問(wèn)這時(shí)候?qū)Χ節(jié){加熱時(shí)，電熱絲的實(shí)際功率為多少？（電熱絲電阻不變）
（4）將額定電壓，額定功率與豆?jié){機(jī)中的電熱絲一樣的電阻連入380伏的電路中，要使它正常工作，怎么辦？
（5）將圖3電度表所接其它用電器關(guān)閉，只接豆?jié){機(jī)．讓豆?jié){機(jī)在加熱過(guò)程中，在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了48圈，請(qǐng)計(jì)算豆?jié){機(jī)的電阻絲的實(shí)際功率為多少？

Answer 1

分析 （1）串聯(lián)的各用電器相互影響，不能獨(dú)立工作；并聯(lián)的各用電器互不影響，能獨(dú)立工作；
（2）根據(jù)豆?jié){機(jī)的參數(shù)可知電動(dòng)機(jī)和電熱絲的電功率，由表格數(shù)據(jù)可知它們的工作時(shí)間，根據(jù)P=Wt求出制作一次豆?jié){需要消耗的電能；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱絲的電阻，再根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電壓為200V時(shí)的實(shí)際功率；
（4）電源的電壓大于電阻正常工作時(shí)的電壓，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻分壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出串聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出串聯(lián)電阻的阻值；
（5）360r/kW•h表示的是電路中每消耗1kW•h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)360r，根據(jù)W=Pt求出在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了48圈消耗的電能，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出豆?jié){機(jī)的電阻絲的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，加熱和打漿是交替進(jìn)行的，電動(dòng)機(jī)與電熱器能獨(dú)立工作，互不影響，因此它們是并聯(lián)的，圖2中A符合；
（2）由豆?jié){機(jī)的參數(shù)可知，P_M=200W，P_R=800W，
由表格數(shù)據(jù)可知，t_M=5min=300s，t_R=8min=480s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，制作一次豆?jié){需要消耗的電能：
W=P_Mt_M+P_Rt_R=200W×300s+800W×480s=4.44×10⁵J；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱絲的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{R}}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω，
電壓為200V時(shí)電熱絲的實(shí)際功率：
P_R′=$\frac{{{U}_{實(shí)}}^{2}}{R}$=$\frac{（200V）^{2}}{60.5Ω}$≈661.2W；
（4）將額定電壓，額定功率與豆?jié){機(jī)中的電熱絲一樣的電阻連入380伏的電路中時(shí)，
要使電阻正常工作，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻分壓，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，串聯(lián)電阻兩端的電壓：
U_R′=U-U_R=380V-220V=160V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{R}′}{R′}$，即$\frac{220V}{60.5Ω}$=$\frac{160V}{R′}$，
解得：R′=44Ω，
即應(yīng)串聯(lián)一個(gè)44Ω的電阻；
（5）在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了48圈消耗的電能：
W′=$\frac{48}{360}$kW•h=4.8×10⁵J，
豆?jié){機(jī)的電阻絲的實(shí)際功率：
P_R″=$\frac{W′}{t}$=$\frac{4.8×1{0}^{5}J}{10×60s}$=800W．
答：（1）A；
（2）在正常工作情況下，制作一次豆?jié){需要消耗4.44×10⁵J；
（3）電熱絲的實(shí)際功率為661.2W；
（4）應(yīng)串聯(lián)一個(gè)44Ω的電阻；
（5）豆?jié){機(jī)的電阻絲的實(shí)際功率為800W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)的辨別和電功、實(shí)際功率的計(jì)算以及串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，從表格中獲取有用的信息和明白銘牌的參數(shù)含義是關(guān)鍵．