Question

【題目】家庭室內(nèi)裝修要用到某種液體乙烯材料和三混粉，工人師傅使用加熱與攪拌為一體的用電器，下圖是該用電器的工作原理圖．先在室溫下把液體乙烯材料放入容器中，溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱，發(fā)光二極管正常發(fā)光，當(dāng)液體溫度達(dá)到70℃；溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)自動(dòng)接cd，發(fā)光二極管熄滅，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，再倒入三混粉在容器中保溫?cái)嚢�，攪拌均勻后，涂抹到墻壁上使之更加平滑牢固．旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab時(shí)電路消耗功率為1522W，旋轉(zhuǎn)開關(guān)接cd時(shí)電路消耗功率為1200W，電動(dòng)機(jī)正常工作的功率為1100W，發(fā)光二極管L規(guī)格為“2V 0.2W”，R1是加熱電熱絲，R2是保溫電熱絲，R0為保護(hù)發(fā)光二極管正常工作的限流電阻．（忽略溫度對(duì)電阻的影響）
（1）用電器正常工作時(shí)，求保溫電熱絲R2的電阻值．
（2）液體乙烯材料質(zhì)量為6kg，初溫為20℃，求溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱到剛接cd時(shí)，液體乙烯材料吸收了多少熱量？[C液=1.8×103J/（kg℃）]
（3）溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱到剛接cd時(shí)，電路正常工作了6分40秒，該過程中加熱電熱絲產(chǎn)生的熱量為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：保溫電熱絲消耗的功率：P保=Pcd﹣P動(dòng)=1200W﹣1100W=100W

保溫電熱絲阻值：R2= = =484Ω

答：保溫電熱絲R2的電阻值為484Ω

（2）解：液體乙烯材料吸收熱量：

Q=C液m△t=1.8×103J/（kg℃）×6kg×（70℃﹣20℃）=5.4×105J

答：液體乙烯材料吸收的熱量為5.4×105J

（3）解：發(fā)光二極管正常工作的電流：IL= = =0.1A

發(fā)光二極管支路消耗的功率：P支=U×IL=220V×0.1A=22W

加熱電熱絲消耗的功率：P加=Pab﹣P支=1522W﹣22W=1500W

加熱電熱絲產(chǎn)生的熱量：Q加=W加=P加t=1500W×400s=6×105J

答：該過程中加熱電熱絲產(chǎn)生的熱量為6×105J

【解析】根據(jù)題干所給信息進(jìn)行分析得：旋轉(zhuǎn)開關(guān)接cd時(shí)電路消耗功率為1200W，電動(dòng)機(jī)正常工作的功率為1100W，可得出R2消耗的功率，由公式R2=U2/P保可以算出R2的阻值；由吸熱公式Q=C液m△t可以算出液體乙烯材料吸收熱量；當(dāng)溫控旋轉(zhuǎn)開關(guān)接ab開始加熱到剛接cd時(shí)，由電路消耗功率為1522W減去發(fā)光二極管所在支路消耗的功率，便是熱電熱絲R1消耗的功率，進(jìn)而利用公式Q=W=Pt（純電阻）計(jì)算出加熱電熱絲R1產(chǎn)生的熱量．
【考點(diǎn)精析】掌握熱量的計(jì)算和歐姆定律及其應(yīng)用是解答本題的根本，需要知道熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放；歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．