Question

2．小明家豆浆机是通过电动机M来带动刀头工作，和加热电阻R对豆浆进行加热的，并且电动机和加热电阻交替工作．当开关S₁闭合时，只有的电动机工作，当S₂闭合时，只有R工作，S₃是电源总开关．
（1）根据所给信息，在图1方框内画出豆浆机的工作原理图，其中，电动机的额定功率P₂=200W，R的额定功率P₁=1100W，豆浆机在220V的家庭电路中使用，图2是此豆浆机做一次豆浆时功率和时间图线．
（2）豆浆机的加热电阻为多少？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能为多少？

Answer 1

分析 （1）电动机和加热电阻交替工作，说明电动机与加热电阻并联，再根据开关作用画出电路图；
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出豆浆机正常加热时电热管的电阻；
（3）由乙图可知，加热时间和电动机工作的时间，根据W=Pt求出各自消耗的电能，两者之和即为豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能．

解答 解：
（1）由题知，电动机和加热电阻交替工作，说明两者间互不影响，电动机与加热电阻并联；
S₁闭合时，只有的电动机工作，即S₁在电动机支路上，当S₂闭合时，只有R工作，即S₂在R支路上，S₃是电源总开关，它在干路上．由此画出电路图如图所示：
；
（2）由图知，加热功率P₁=1100W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）由乙图可知：加热时间t₁=5min+3min+3min=11min=660s，电动机工作时间t₂=2min=120s，
加热消耗的电能：
W₁=P₁t₁=1100W×660s=7.26×10⁵J，
电动机工作消耗的电能：
W₂=P₂t₂=200W×120s=2.4×10⁴J，
豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能：
W=W₁+W₂=7.26×10⁵J+2.4×10⁴J=7.5×10⁵J．
答：（1）见上图；
（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是44Ω；
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是7.5×10⁵J．

点评 本题考查了电路设计、电功率公式和欧姆定律，电功公式的灵活应用，关键是从乙图中读出加热时间和电动机工作的时间．