Question

9．如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃，玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上，电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简化电路如图乙所示，其相关参数如表所示．求：
（1）冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少？
（2）冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少？
（3）该冰柜的玻璃门的质量是5kg，若不计热量损失，电热丝正常工作使门玻璃升高20℃需要多长时间？【玻璃的比热容为0.84×10³J/（kg•℃）】

冰柜总质量	160kg	额定电压	220V
电动压缩机的额定功率	110W	防雾电热丝的额定功率	100W

Answer 1

分析 （1）知道额定电压和额定功率，根据I=$\frac{P}{U}$求出额定电流．
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻．
（3）根据Q=cm△t可求得门玻璃升高20℃吸收的热量，不计热量损失，则Q=W，由P=$\frac{W}{t}$可求得时间．

解答 解：
（1）由P=UI可得，冰柜的电动压缩机正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{110W}{220V}$=0.5A；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{热}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω；
（3）门玻璃升高20℃吸收的热量，
Q_吸=cm△t=0.84×10³J/（kg•℃）×5kg×20℃=8.4×10⁴J；
不计热量损失，则W=Q_吸=8.4×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，电热丝正常工作使门玻璃升高20℃需要的时间：
t=$\frac{W}{{P}_{热}}$=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{100W}$=840s．
答：（1）冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为0.5A；
（2）冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为484Ω；
（3）电热丝正常工作使门玻璃升高20℃需要840s时间．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了热量的计算、电功率的计算，要注意灵活选用电功率的公式．