Question

16．春天梅雨季节，同学们的衣服晾在宿舍的阳台上很多天都不干，给广大同学带来了烦恼，应同学的要求，学校物理兴趣小组设计了一个烘干机（专门用来烘衣服）如图所示．电源电压为220V．电动机是一台额定功率为100W的废旧电风扇（额定电压220V）．
（1）该烘干机为何能使衣服干得快？
（2）电动机正常工作时的电流是多少？
（3）S₁S₂同时闭合时，要使烘干机内的总功率达到700W，则电阻丝的阻值要多大？（电源电压为220V）
（4）若电源电压只有200V，烘干机内电热丝工作30min，获得内能多少J．

Answer 1

分析 （1）根据影响蒸发快慢的因素可解释为什么烘干机可使衣服干得快；
（2）知道电压和电功率，利用公式I=$\frac{P}{U}$可计算其正常工作的电流；
（3）知道总功率和电风扇的功率，可求出电阻丝的功率，再根据电功率的变形公式可计算电阻丝的阻值；
（4）利用公式Q=$\frac{{U}^{2}}{R}t$可计算获得的内能．

解答 解：（1）结合题意可知，利用烘干机可提高液体的温度，同时电风扇可加快空气的流动速度，故可使水分蒸发加快；
（2）则公式P=UI得，电动机正常工作时的电流：
I=$\frac{{P}_{电动机}}{U}$=$\frac{100W}{220V}$≈0.45A；
（3）S₁S₂同时闭合时，电阻丝与电风扇并联，则电阻丝的功率为：
P_电阻丝=700W-100W=600W，
则公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，
电阻丝的电阻值：R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{电阻丝}}$=$\frac{（220V）^{2}}{600W}$≈80.7Ω；
（4）若电源电压只有200V，烘干机内电热丝工作30min，获得内能为：
Q=$\frac{{U}_{实}^{2}}{R}t$=$\frac{（{200V）}^{2}}{80.7Ω}$×30×60s≈892139J．
答：（1）烘干机可提高液体的温度，同时电风扇可加快空气的流动速度，故可使水分蒸发加快，使衣服干得快；
（2）电动机正常工作时的电流约0.45A；
（3）S₁S₂同时闭合时，要使烘干机内的总功率达到700W，则电阻丝的阻值要80.7Ω；
（4）若电源电压只有200V，烘干机内电热丝工作30min，获得内能是892139J．

点评 本题以自制的烘干机为例，考查了电功率的计算、热量的计算、影响蒸发快慢的因素等，熟知原理，熟练运用公式是解答的关键，有一定难度．