Question

7．图甲是某电吹风的工作原理图．电吹风工作时，可分别吹出热风和凉风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R₀与电热丝R串联，电热丝阻值恒为50Ω，R₀的阻值随温度的变化如图乙所示，电动机正常工作时的功率为80W，求：
（1）当开关S位于2位置时，电吹风吹出的是凉风（选填“热风”或“凉风”），此时连续工作5min消耗多少电能？
（2）吹热风时电热丝的最大发热功率是多少？

Answer 1

分析 （1）分析图示电路图，根据R和M的工作情况确定吹出的风是热风还是冷风；
由W=Pt计算此时连续工作5min消耗电能；
（2）由图象知温度升高到400℃时，电阻最大，在35℃时，电阻最小，根据I=$\frac{U}{R}$求得电流，根据P=I²R求得电热丝的最大发热功率．

解答 解：
（1）当开关S位于2位置时，只有电动机接入电路，所以电吹风吹出冷风，
由题知，电动机正常工作时的功率为80W，所以连续工作5min消耗电能：
W=P_Mt=80W×5×60s=2.4×10⁴J；
（2）由图甲知，R₀与R串联，
由图象可知，当温度为35℃时，R₀的电阻最小为5Ω，
此时R₀与电热丝串联支路的总电阻：R_总=R₀+R=5Ω+50Ω=55Ω，
电源电压一定，此时电热丝所在支路的电流最大：I=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{220V}{55Ω}$=4A，
此时该电热丝的发热功率最大：P_热=I²R=（4A）²×50Ω=800W．
答：（1）凉风；此时连续工作5min消耗电能为2.4×10⁴J；
（2）吹热风时电热丝的最大发热功率是800W．

点评 本题考查电能和电功率的计算，关键是会分析图象，能从图象中找到有用的数据，这是本题的重点，本题还有一个隐含条件就是家庭电路电压为220V．