Question

【題目】家庭室內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，溫控旋轉開關接ab開始加熱，發光二極管正常發光，當液體溫度達到70℃；溫控旋轉開關自動接cd，發光二極管熄滅，電動機起動，再倒入三混粉在容器中保溫攪拌，攪拌均勻后，涂抹到墻壁上使之更加平滑牢固。旋轉開關接ab時電路消耗功率為1522W，旋轉開關接cd時電路消耗功率為1200W，電動機正常工作的功率為1100W，發光二極管L規格為“2V0．2W”，R1是加熱電熱絲，R2是保溫電熱絲，R0為保護發光二極管正常工作的限流電阻。（忽略溫度對電阻的影響）

（1）用電器正常工作時，求保溫電熱絲R2的電阻值。

（2）液體乙烯材料質量為6kg，初溫為20℃，求溫控旋轉開關接ab開始加熱到剛接cd時，液體乙烯材料吸收了多少熱量【C液=1．8×103J／（kg℃）】

（3）溫控旋轉開關接ab開始加熱到剛接cd時，電路正常工作了6分40秒，該過程中加熱電熱絲產生的熱量為多少?

Answer 1

【答案】（1）484Ω；（2）5．4×105J；（3）6×105J

【解析】

試題分析：（1）保溫電熱絲消耗的功率：P保=Pcd-P動=1200W-1100W=100W

保溫電熱絲阻值：R2 =U2/P保=（220V）2/100W=484Ω

（2）液體乙烯材料吸收熱量：Q=C液m△t=1．8×10^3J/（kg℃）×6kg×（70℃-20℃）=5．4×105J

（3）發光二極管正常工作的電流：IL=PL/UL=0．2W/2V=0．1A

發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

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