Question

【題目】圖甲是電動咖啡機，其銘牌如下表，簡化電路圖如圖乙，在額定功率下制作一杯咖啡時，電動機帶動刀片將咖啡豆磨成咖啡粉，同時規格為“220V 880W”的電熱絲R將體積為8×10﹣4m3的水從40℃加熱到90℃，上述過程只需30s，則此過程中[ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃）]

（1）咖啡機消耗多少電能？

（2）水箱內的水質量為多少？吸收多少熱量？

（3）通過電熱絲的電流多大？

（4）電熱絲的電阻是多少？

（5）電熱絲通過導線連接到電路，為什么電熱絲工作時放出大量熱，而與其連接的導線卻幾乎不發熱？

Answer 1

【答案】（1）45000J；（2）0.8kg， 168000J；（3）4A；（4）55Ω；（5）因為連接的導線和電熱絲串聯，電流相等，但是電熱絲的電阻遠遠大于導線電阻，由焦耳定律Q=I2Rt可知，相同時間內，電熱絲工作時產生大量的熱，而與其連接的導線卻幾乎不發熱．

【解析】（1）由表格數據知道咖啡機的額定功率為1500W，由P=W/t得，咖啡機工作30s消耗的電能為：W=P額 t=1500W×30s=45000J；

（2）由ρ=m/V得，此時水箱內的水質量為：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×8×10-4 m3 =0.8kg，

水吸收的熱量為：Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg℃）×0.8kg×（90℃-40℃）=168000J；

（3）由P=UI得，通過電熱絲的電流：I=P/U=880W/220V=4A；

（4）由I=U/R得，電熱絲的電阻：R=U/I=220V/4A=55Ω；

（5）因為連接的導線和電熱絲串聯，電流相等，但是電熱絲的電阻遠遠大于導線電阻，由焦耳定律Q=I2 Rt可知，相同時間內，電熱絲工作時產生大量的熱，而與其連接的導線卻幾乎不發熱。