Question

2．小科同学是一个爱动脑筋的同学，在使用电吹风时发现一个现象，发热时一定有风，有风时不一定发热（即吹冷风），将电吹风拆开来研究，他发现电吹风中有电热丝，电动机和两个开关等，所以他画出了电吹风的电路图．并观察了铭牌如图所示．
（1）画出小科同学所画出的电路图．
（2）同时闭合开关后，电吹风工作过程中的能量转化情况如何？
（3）当电吹风吹热风时，正常工作3min，消耗多少电能？此时通过电热丝R中的电流多大？
（4）小科同学为了测出电动机线圈的电阻，想出了一个方法，请你猜想他可能设计的方法．

Answer 1

分析 （1）已知电吹风中有电热丝，电动机和两个开关，再根据发热时一定有风，有风时不一定发热，可确定一个开关控制干路，一个控制支路，然后可画图；
（2）同时闭合开关后，电流通过电动机的线圈，消耗电能转化为机械能，同时线圈有电阻，还用来产生热量；
（3）知道电吹风吹热风时的功率和时间，利用W=Pt求消耗的电能；
电动机吹冷风功率加上电热丝R的功率等于电吹风吹热风时的功率，据此求出电热丝R的功率，再利用P=UI求电热丝R中的电流；
（4）为了测出电动机线圈的电阻，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，短暂闭合开关后读出电流表的读数，求该电动机线圈的电阻．

解答 解：（1）根据发热时一定有风，有风时不一定发热，可确定一个开关控制干路，一个控制支路，如图所示

（2）同时闭合开关后，电动机转动，消耗电能转化为机械能，同时线圈有电阻，还转化为内能产生热量；
（3）由P=$\frac{W}{t}$，可得，当电吹风吹热风时，消耗电能：
W=Pt=0.99kW×$\frac{3}{60}$h=0.0495kWh；
（3）电热丝R的功率为：P_R=P_热-P_冷=990W-110W=880W，
当电吹风吹热风时，电热丝R中的电流：
由P=UI可得，I_R=$\frac{{P}_{R}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A；
（4）为了测出电动机线圈的电阻，先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，读出电动机不转时，通过它的电流，由I=$\frac{U}{R}$计算电动机线圈的电阻；如图所示：

故答案为：（1）见上图；
（2）同时闭合开关后，电动机转动，消耗电能转化为机械能，同时线圈有电阻，还转化为内能产生热量；
（3）当电吹风吹热风时，正常工作3min，消耗0.0495kWh电能；此时通过电热丝R中的电流为4A；
（4）先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，读出电动机不转时，通过它的电流，由I=$\frac{U}{R}$计算电动机线圈的电阻

点评 本题为电功和热量的综合题，考查了电吹风工作时的能量转化，以及电功率公式的应用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．