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“2V 0．2W”，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）【C液=1.8×103J／（kg℃）】

（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。

（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】解：（1）由工作原理圖可知，溫控旋轉開關接cd時，電動機M和保溫電熱絲R2并聯，所以Pcd=P2+PM，所以保溫電熱絲R2的功率P2=Pcd-PM=1200W -1100W =100W，

由可得，電熱絲R2的阻值。

（2）溫控旋轉開關接ab開始加熱到剛接cd時，液體溫度為70℃，液體乙烯材料吸收的熱量.

（3）溫控旋轉開關接ab時，電熱絲R0和發光二極管L串聯，再與加熱電熱絲R1并聯，發管二極管L規格為“2V 0.2W”，則發光二極管正常工作時的電流，

發光二極管所在支路兩端電壓為家庭電路電壓220V，所以該支路消耗的功率P支=UI=220V×0.1A=22W，

因為旋轉開關接ab時電路消耗功率為1522W，Pab=P1+P支

所以，電加熱絲R1消耗的功率P1=Pab-P支=1522W-22W=1500W，

電路正常工作時間t=6min40s=6×60s+40s=400s，

該過程中加熱電熱絲產生的熱量Q=W=P1t=1500W×400s=6×105J。

答：（1）保溫電熱絲R2的電阻值為。（2）液體乙烯材料吸收了的熱量。（3）該過程中加熱電熱絲產生的熱量為6×105J。