《2025年启航新课堂九年级物理全一册人教版》

1. 如图甲所示的豆浆机,其主要结构如图乙所示：中间部分是一个电动机,用来将原料打碎；外部是电热管,用来给豆浆加热。图丙是豆浆机正常工作、完整做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的P-t图像,下表是其主要额定技术参数。
容积2L加热功率1100W额定电压220V电动机功率100W频率50Hz机器净重2kg

(1)求电热管正常工作时的电流；(2)求豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能；(3)实际电压不足,家中该豆浆机单独工作1min的过程中,标有3000r/(kW·h)的电能表的圆盘转了40转(期间只有电动机或电热管单独工作)。请计算该过程中豆浆机消耗的实际电功率,并判断工作的元件是电动机还是电热管。_____

答案： 解：
(1)电热管的加热功率$P_1$= 1100W,由$P= UI$得,电热管正常工作时的电流：$I_1= \frac{P_1}{U}= \frac{1100W}{220V}= 5A$；
(2)由图像可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,电热管工作的时间：$t_1$= 9min= 540s,电动机工作的时间：$t_2$= 2min= 120s,电热管消耗的电能：$W_1= P_1t_1= 1100W×540s= 5.94×10^5J$,电动机消耗的电能：$W_2= P_2t_2= 100W×120s= 1.2×10^4J$,则豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：$W= W_1+W_2= 5.94×10^5J+1.2×10^4J= 6.06×10^5J$；
(3)电能表的圆盘转了40转消耗的电能：$W'= \frac{40}{3000}kW·h= \frac{1}{75}kW·h= \frac{1}{75}×3.6×10^6J= 4.8×10^4J$,该过程中豆浆机消耗的实际电功率：$P'= \frac{W'}{t}= \frac{4.8×10^4J}{60s}= 800W$,期间只有电动机或电热管单独工作,因800W大于100W,且由于实际电压不足,实际功率小于额定功率,故工作的元件是电热管。