题目

题型：湖北省中考真题难度：来源：

家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图。先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固。旋转开关接ab时电路消耗功率为1522W，旋转开关接cd时电路消耗功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R₁是加热电热丝，R₂是保温电热丝，R₀为保护发光二极管正常工作的限流电阻。（忽略温度对电阻的影响）
（1）用电器正常工作时，求保温电热丝R₀的电阻值。
（2）液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量【C_液=1.8×10³J／（kg℃）】
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少?

答案

解：
(1) 保温电热丝消耗的功率：P_保=P_cd－P_动=1200W-1100W=100W，保温电热丝阻值：R₂=U²/P_保=（220V）²/100W=484Ω；
(2) 液体乙烯材料吸收热量： Q=C_液mΔt=1.8×10³J/(kg?℃) ×6kg×(70℃-20℃)=5.4×10⁵J；
(3) 发光二极管正常工作的电流：I_L=P_L/U_L=0.2W/2V=0.1A，发光二极管支路消耗的功率：P_支=U×I_L=220V×0.1A=22W，加热电热丝消耗的功率： P_加=P_ab－P_支=1522W-22W=1500W，加热电热丝产生的热量： Q_加= W_加=P_加t=1500W×400s=6×10⁵J。