家用豆浆机的外形如图*所示,其机头主要由一个电热器(电热丝)R和一个电动机M带动的打浆器构成,内部电路简化图如...
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家用豆浆机的外形如图*所示,其机头主要由一个电热器(电热丝)R和一个电动机M带动的打浆器构成,内部电路简化图如图乙所示.制作豆浆的过程是加热,后打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的.某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表.
额定电压 | 220V |
额定频率 | 50Hz |
电热器额定功率[来源:] | 1000W |
电动机额定功率 | 180W |
净重 | 2.4kg |
(1)豆浆机在额定电压下打浆,通过电动机的电流是多少?
(2)小明同学想测算该豆浆相的加热效率,他把100g大豆和1.4kg清水放入豆浆机中,测出其初温为20℃,当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾,测其温度为100℃.请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量?豆浆机的加热效率是多少?[C豆浆=4.0×103J/(kg•℃)]
(3)小明同学晚上使用该豆浆机,在与第(2)问条件相同情况下,发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟,豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变,求晚上的实际电压值.已知≈0.95.
【回答】
【考点】电功率与电压、电流的关系;电功与热量的综合计算.
【分析】(1)由铭牌可知电动机的额定电压和额定功率,利用P=UI求出豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流;
(2)根据Q=cm△t分别求出豆浆和水吸收的热量(有用能量),利用W=Pt求出电流通过电热器做的功(总能量),再利用效率公式求出豆浆机电热器的加热效率.
(3)根据P=可求得电热器的电阻,已知消耗的实际电能,根据P=可求得实际电压值.
【解答】解:(1)根据P=UI可得:
豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流:
I电机==≈0.82A;
(2)豆浆吸收的热量:
Q1=c豆浆m豆浆(t2﹣t1)=4.0×103J∕(kg•℃)×0.1kg×=3.2×104J,
水吸收的热量:
Q2=c水m水(t2﹣t1)=4.2×103J∕(kg•℃)×1.4kg×=4.704×105J,
豆浆机吸收的热量Q=Q1+Q2=3.2×104J+4.704×105J=5.024×105J,
由P=可得,电流通过电热器做的功:
W=P电热器t=1000W×9×60s=5.4×105J,
电热器的加热效率:
η=×100%=×100%≈93%.
(3)由I=,P=UI可得,R===48.4Ω,
已知W实际=W=5.4×105J,
由P=可得,P实际===900W,
由P=可得, =P实际R,
则U实际==≈232V.
答:(1)豆浆机在额定电压下打浆时,通过电动机的电流约为0.82A;
(2)豆浆机吸收的少热量为5.024×105J,豆浆机电热器的加热效率大约是93%.
(3)晚上的实际电压值约为232V.
知识点:焦耳定律
题型:计算题
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