Question

【題目】如圖1為一款陶瓷電煎藥壺，工作電路簡化為如圖2所示，它在工作時，有高火加熱、文火萃取和小功率保溫三個過程，若壺中藥液的總質量為1.5 kg，且在正常工作電壓下煎藥時，藥液的溫度與工作時間的關系如圖3所示：

（1）觀察圖象3可知：高火加熱的過程中，電煎藥壺在前半段比后半段時間的升溫慢，請你分析原因______．保溫時，Sa接1，Sb斷開，則電阻R1、R2是______（“串聯(lián)”、“并聯(lián)”）接入電路工作．

（2）高火加熱過程中，藥液所吸收的熱量是多少？[c藥液=4.2×103J/(kg℃)]

（3）如果高火加熱過程中藥液所吸收的熱量由天然氣燃燒提供，其中天然氣完全燃燒放出能量的70%被藥液吸收，則消耗了多少天然氣？(天然氣的熱值4×107J/m3)

（4）已知高火加熱時，Sa接2，通過Sa的電流為2.3A，電阻R2的阻值是440Ω，則R1的電阻值是多少？

Answer 1

【答案】高火加熱的過程中，電煎藥壺在前半段需要把陶瓷部分也加熱起來，損耗的熱量較多，當加熱到一定時間后，陶瓷部分的溫度只需要維持而不再升高，熱量損失變��； 串聯(lián)

(2)5.04×105J；(3)0.018m3；(4)122Ω．

【解析】

(1)從電煎藥壺通電加熱時，前期熱量的損耗部分進行分析即可；分析電路得出，當Sa接2同時Sb閉合、當Sa接2同時Sb斷開、當Sa接1同時Sb斷開的電路組成，確定相應的狀態(tài)；

(2)分析圖丙可知前、后半段藥液溫度升高的溫度值，由得出1.5kg藥液吸收的熱量；

(3)根據(jù)可計算出總的熱量，再利用公式計算出所消耗的天然氣的體積；

(4)當Sa接2，同時Sb閉合時，電路中R1、R2并聯(lián)，電路處于高火加熱狀態(tài)；首先根據(jù)歐姆定律求出R2所在支路的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律算出R1所在支路的電流，再根據(jù)歐姆定律求R1的阻值．

(1)[1]高火加熱的過程中，電煎藥壺在前半段需要把陶瓷部分也加熱起來，所以損耗的熱量較多，當加熱到一定時間后，陶瓷部分的溫度只需要維持而不再升高，熱量損失變小，則藥液升溫變快；

[2]分析電路可知：當Sa接1，同時Sb斷開時，電路中R1、R2串聯(lián)，電路中電阻最大，由可知此時電功率較小，處于小功率保溫狀態(tài)；

(2)1.5kg藥液所吸收的熱量：

；

(3)根據(jù)可得，總的熱量：

，

再根據(jù)公式可得，消耗的天然氣的體積：

；

(4)當Sa接2，同時Sb閉合時，電路中R1、R2并聯(lián)，電路處于高火加熱狀態(tài)；根據(jù)歐姆定律可知，R2所在支路的電流：

，

則R1所在支路的電流：

，

根據(jù)歐姆定律可知，R1的阻值：

．

答：(2)高火加熱過程中，藥液所吸收的熱量是5.04×105J；(3)消耗天然氣0.018m3；(4)R1的電阻值是122Ω．