問題詳情:
“生活原來可以更美的”是大家熟悉的依據廣告詞,美的小家電中有一款電餅鐺(如圖*),它的上下盤可以分別加熱,圖乙是其內部電路圖,R上、R下分別為上盤和下盤的加熱電阻.R上=R下,正常工作的電壓為220V,當上、下盤同時加熱時總功率為1100W(不考慮電熱絲電阻變化).
(1)某次使用上、下盤同時加熱時,測得電路實際總電流為4A,此時該電餅鐺的實際功率是多少?
(2)在220V電壓下使用電餅鐺上、下盤同時加熱牛肉.若將0.5kg,20℃的牛肉加熱至100℃,需要多長時間?【不計能量損失,c牛肉=3.3×103J(kg•℃)】
(3)請解釋:為什麼電餅鐺在使用時温度很高,而與之串聯在一起的導線卻不太熱?
【回答】
【考點】電功與熱量的綜合計算.
【分析】(1)知道上、下盤同時正常工作時的總功率,根據P=求出總電阻,再根據P=I2R求出實際總電流為4A時該電餅鐺的實際功率;
(2)知道牛肉的質量、初温、末温以及比熱容,根據Q吸=cm(t2﹣t1)求出牛肉吸收的熱量,不計能量損失時消耗的電能和牛肉吸收的熱量相等,根據P=求出需要的加熱時間;
(3)電餅鐺的電阻與導體串聯,通過它們的電流和通電時間相同,根據Q=I2Rt和電餅鐺的電阻大於導線的電阻進行解答.
【解答】解:(1)由P=可得,上、下盤同時工作的總電阻:
R===44Ω,
電路實際總電流為4A時,該電餅鐺的實際功率:
P′=I2R=(4A)2×44Ω=704W;
(2)牛肉吸收的熱量:
Q吸=cm(t2﹣t1)
=3.3×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃﹣20℃)
=1.32×105J,
不計能量損失時消耗的電能:
W=Q吸=1.32×105J,
由P=可得,需要的加熱時間:
t===120s;
(3)由Q=I2Rt可知,電流和通電時間相同時,電阻大的產生的熱量多,導線電阻小於電餅鐺電阻,
所以,電餅鐺在使用時温度很高,而與之串聯在一起的導線卻不太熱.
答:(1)該電餅鐺的實際功率是704W;
(2)將0.5kg,20℃的牛肉加熱至100℃,需要120s;
(3)由Q=I2Rt可知,電流和通電時間相同時,電阻大的產生的熱量多,導線電阻小於電餅鐺電阻,所以導線不太熱.
【點評】本題考查了電功率公式、吸熱公式、電功公式和焦耳定律的綜合應用,要注意用電器在額定電壓下的功率和額定功率相等.
知識點:焦耳定律
題型:選擇題