問題詳情:
家用豆漿機的外形如圖*所示,其機頭主要由一個電熱器(電熱絲)R和一個電動機M帶動的打漿器構成,內部電路簡化圖如圖乙所示.製作豆漿的過程是加熱,後打漿,再加熱煮熟,即加熱和打漿是交替進行的.某品牌豆漿機銘牌上的部分技術參數如表.
額定電壓 | 220V |
額定頻率 | 50Hz |
電熱器額定功率[來源:] | 1000W |
電動機額定功率 | 180W |
淨重 | 2.4kg |
(1)豆漿機在額定電壓下打漿,透過電動機的電流是多少?
(2)小明同學想測算該豆漿相的加熱效率,他把100g大豆和1.4kg清水放入豆漿機中,測出其初溫爲20℃,當電熱器正常工作時加熱總時間爲9分鐘豆漿沸騰,測其溫度爲100℃.請你幫他計算豆漿機吸收了多少熱量?豆漿機的加熱效率是多少?[C豆漿=4.0×103J/(kg•℃)]
(3)小明同學晚上使用該豆漿機,在與第(2)問條件相同情況下,發現電熱器加熱總時間由以前的9分鐘變爲10分鐘,豆漿機的加熱電阻R和加熱效率均不變,求晚上的實際電壓值.已知≈0.95.
【回答】
【考點】電功率與電壓、電流的關係;電功與熱量的綜合計算.
【分析】(1)由銘牌可知電動機的額定電壓和額定功率,利用P=UI求出豆漿機在額定電壓下打漿時透過的電流;
(2)根據Q=cm△t分別求出豆漿和水吸收的熱量(有用能量),利用W=Pt求出電流通過電熱器做的功(總能量),再利用效率公式求出豆漿機電熱器的加熱效率.
(3)根據P=可求得電熱器的電阻,已知消耗的實際電能,根據P=可求得實際電壓值.
【解答】解:(1)根據P=UI可得:
豆漿機在額定電壓下打漿時透過的電流:
I電機==≈0.82A;
(2)豆漿吸收的熱量:
Q1=c豆漿m豆漿(t2﹣t1)=4.0×103J∕(kg•℃)×0.1kg×=3.2×104J,
水吸收的熱量:
Q2=c水m水(t2﹣t1)=4.2×103J∕(kg•℃)×1.4kg×=4.704×105J,
豆漿機吸收的熱量Q=Q1+Q2=3.2×104J+4.704×105J=5.024×105J,
由P=可得,電流透過電熱器做的功:
W=P電熱器t=1000W×9×60s=5.4×105J,
電熱器的加熱效率:
η=×100%=×100%≈93%.
(3)由I=,P=UI可得,R===48.4Ω,
已知W實際=W=5.4×105J,
由P=可得,P實際===900W,
由P=可得, =P實際R,
則U實際==≈232V.
答:(1)豆漿機在額定電壓下打漿時,透過電動機的電流約爲0.82A;
(2)豆漿機吸收的少熱量爲5.024×105J,豆漿機電熱器的加熱效率大約是93%.
(3)晚上的實際電壓值約爲232V.
知識點:焦耳定律
題型:計算題