Question

如图所示是家庭中常用的电吹风，其主要是由电动机和电热丝组成的，当电动机单独工作时吹出冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹出热风．物理小组的同学们收集到某型号电吹风的相关信息如下表：

××电吹风
额定电压		220V
电热丝额定功率	400W	电动机额定功率	20W

（1）电热丝的电阻是多少？
（2）经测试，该电吹风正常工作的情况下吹热风时，在180s时间吹出了1.28kg热空气，这些热空气具有3240J机械能，温度升高了45℃．此电吹风的能量转化效率是多少？（结果保留整数）
（3）根据电吹风工作特点和安全用电原则，同学们设计了如图所示的三种电吹风电路图．你认为哪个符合实际情况？请说明理由．

Answer 1

解：
（1）根据P=可得，电热丝的电阻：
R_丝===121Ω；
（2）空气吸收的热量：
Q_吸=cm△t=1.0×10³J/（kg?℃）×1.28kg×45℃=57600J，
空气获得的有用能量：
W_有用=W_机械+Q_吸=3240+57600=60840J，
电吹风消耗的电能：
W=P_总t=420W×180s=75600J，
电吹风的能量转化效率：
η=×100%=×100%≈80%
（3）无论电热丝是否工作，电动机必须先工作，符合要求的只有丙．
答：（1）电热丝的电阻是121Ω；
（2）此电吹风的能量转化效率是80%；
（3）丙；既能吹出冷风，又能吹出热风，还可保证开关闭合时，电动机先工作，防止电热丝单独工作（或干烧）被烧毁．
分析：（1）根据题意可知电热丝和电动机可以独立工作、互不影响即为并联，根据P=求出电热丝的电阻；
（2）根据Q=cm△t求出空气吸收的热量，然后加上空气具有的机械能即为有用能量，电热丝和电动机的总功率即为电吹风吹热风时的功率，利用W=Pt求出消耗的电能，有用能量除以消耗的电能即为电吹风的能量转化效率；
（3）无论电热丝是否工作，电动机必须先工作判断符合实际情况的电路图．
点评：本题考查了电功率公式、热吸公式、电功公式和效率公式的灵活应用，关键是根据题意得出空气吸收的热量加上空气具有的机械能即为有用能量以及知道无论电热丝是否工作电动机必须先工作的特点．