题目内容
【题目】【2016·黄冈卷】热风枪常用于工程装修、服装制造等行业.工作时,利用其吹出的热风使材料熔化或软化,从而达到去除旧漆膜、弯曲塑料管.换装瓷砖等目的,图甲是某型号热风枪的简化电路图,其中电热丝R1的最大功率为2000W,R2、R3可分别调节温度和风量,不计温度对R1阻值的影响,请解答:
(1)图乙中的P、Q处为该型号热风枪的电热丝和电动机预留安装位置,应将电动机安装在 处,否则 (说出一点即可).
(2)当R2接入电路电阻为30.8Ω时,R1上消耗的功率是多少?
(3)已知R1达到最大功率时,从出风口吹出的空气温度升高了400℃,若将R1的功率调为1500W,则从出风口吹出的空气温度升高了多少?设热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同.
【答案】(1)P;电热丝产生的热量可能损坏电动机;(2)387.2W;(3)300℃
【解析】
(1)当闭合开关S后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出,因此应将电热丝安装在Q处,电动机安装在P处;否则如果电热丝和电动机安装位置装反,热风通过电动机时可能损坏电动机.
(2)由电路图可知,当R2=0Ω时,R1所在支路电阻最小,由可知,电热丝R1的电功率最大Pmax=2000W,所以电热丝R1的电阻,
当R2= 30.8Ω时,R1、R2所在支路电阻:R=R1+R2=24.2Ω+30.8Ω=55Ω,
根据欧姆定律可得,通过电热丝R1的电流,
则R1上消耗的功率:P1=I2R1=(4A)2×24.2Ω=387.2W;
(3)由得,电热丝R1消耗的电能:W=Pt,
因为,所以从出风口吹出的空气吸收的热量Q吸=ηW=ηPt,由Q吸=cm△t得,从出风口吹出的空气升高的温度,因为热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同,且空气的比热容不变,所以, .