Question

【題目】如圖1為一款陶瓷電煎藥壺，工作電路簡(jiǎn)化為如圖2所示，它在工作時(shí)，有高火加熱、文火萃取和小功率保溫三個(gè)過(guò)程，若壺中藥液的總質(zhì)量為1.5 kg，且在正常工作電壓下煎藥時(shí)，藥液的溫度與工作時(shí)間的關(guān)系如圖3所示：

（1）觀察圖象3可知：高火加熱的過(guò)程中，電煎藥壺在前半段比后半段時(shí)間的升溫慢，請(qǐng)你分析原因______．保溫時(shí)，Sa接1，Sb斷開，則電阻R1、R2是______（“串聯(lián)”、“并聯(lián)”）接入電路工作．

（2）高火加熱過(guò)程中，藥液所吸收的熱量是多少？[c藥液=4.2×103J/(kg℃)]

（3）如果高火加熱過(guò)程中藥液所吸收的熱量由天然氣燃燒提供，其中天然氣完全燃燒放出能量的70%被藥液吸收，則消耗了多少天然氣？(天然氣的熱值4×107J/m3)

（4）已知高火加熱時(shí)，Sa接2，通過(guò)Sa的電流為2.3A，電阻R2的阻值是440Ω，則R1的電阻值是多少？

Answer 1

【答案】高火加熱的過(guò)程中，電煎藥壺在前半段需要把陶瓷部分也加熱起來(lái)，損耗的熱量較多，當(dāng)加熱到一定時(shí)間后，陶瓷部分的溫度只需要維持而不再升高，熱量損失變小； 串聯(lián)

(2)5.04×105J；(3)0.018m3；(4)122Ω．

【解析】

(1)從電煎藥壺通電加熱時(shí)，前期熱量的損耗部分進(jìn)行分析即可；分析電路得出，當(dāng)Sa接2同時(shí)Sb閉合、當(dāng)Sa接2同時(shí)Sb斷開、當(dāng)Sa接1同時(shí)Sb斷開的電路組成，確定相應(yīng)的狀態(tài)；

(2)分析圖丙可知前、后半段藥液溫度升高的溫度值，由得出1.5kg藥液吸收的熱量；

(3)根據(jù)可計(jì)算出總的熱量，再利用公式計(jì)算出所消耗的天然氣的體積；

(4)當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，電路中R1、R2并聯(lián)，電路處于高火加熱狀態(tài)；首先根據(jù)歐姆定律求出R2所在支路的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律算出R1所在支路的電流，再根據(jù)歐姆定律求R1的阻值．

(1)[1]高火加熱的過(guò)程中，電煎藥壺在前半段需要把陶瓷部分也加熱起來(lái)，所以損耗的熱量較多，當(dāng)加熱到一定時(shí)間后，陶瓷部分的溫度只需要維持而不再升高，熱量損失變小，則藥液升溫變快；

[2]分析電路可知：當(dāng)Sa接1，同時(shí)Sb斷開時(shí)，電路中R1、R2串聯(lián)，電路中電阻最大，由可知此時(shí)電功率較小，處于小功率保溫狀態(tài)；

(2)1.5kg藥液所吸收的熱量：

；

(3)根據(jù)可得，總的熱量：

，

再根據(jù)公式可得，消耗的天然氣的體積：

；

(4)當(dāng)Sa接2，同時(shí)Sb閉合時(shí)，電路中R1、R2并聯(lián)，電路處于高火加熱狀態(tài)；根據(jù)歐姆定律可知，R2所在支路的電流：

，

則R1所在支路的電流：

，

根據(jù)歐姆定律可知，R1的阻值：

．

答：(2)高火加熱過(guò)程中，藥液所吸收的熱量是5.04×105J；(3)消耗天然氣0.018m3；(4)R1的電阻值是122Ω．