题目内容

1.如图甲所示是小科家额定电压为220V的电吹风的电路,其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,其电动机的额定功率为60W
(1)要送热风,选择开关应放在A(填“A”“B”或“C”)位置
(2)若电吹风在额定电压下工作送热风时的总功率为500W,则电热丝R的阻值应为多大?
(3)小科觉得电吹风在额定电压下工作送热风时的总功率可能不是500W,于是他让家中其他的电器都停止工作,然后利用手表计时,观察甲种电能表的运行情况(电能表的铭牌如图乙所示),发现10min电能表表盘转了210转,则电吹风送热时的总功率是多大?
(4)小科欲对电吹风进行改装,使改装后的电热风挡的总功率减小为其额定总功率的$\frac{3}{5}$,使热风减弱.请你在不损坏电热丝的情况下帮他完成这个改装工作,并在图丙中仿照图甲画出改装电路,计算出改装所用电阻的大小(结果保留整数)

分析 (1)要送热风,电动机和电热丝都工作.
(2)送热风时,电动机和电热丝并联.电热丝的功率等于电路消耗的总功率减去电动机的额定功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求电热丝的电阻.
(3)通过电能表的参数3000r/kW•h可求出吹风机消耗电能,再根据功率公式P=$\frac{W}{t}$可计算出送热时的总功率.
(4)求出改装后的总功率,继而求出电热丝和电阻的总功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出串联的总阻值,再根据欧姆定律公式和串联电路电阻的特点,可求出串联电阻的大小.

解答 解:(1)送热风时电动机和电热丝都工作,所以开关应放在A处.
(2)送热风时,电动机M与电热丝R并联,则电热丝的发热功率为PR=P总-PM=500W-60W=440W,
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得:电热丝的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{R}}$=$\frac{({220V)}^{2}}{440W}$=110Ω.
(3)电能表的转盘转210R,吹风机消耗电能为:
W=$\frac{210R}{2500R/(kW•h)}$=0.084kW•h=302400J;
则吹风机的总功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{302400J}{10×60s}$=504W;
(4)使改装后的电热风挡的总功率P总′=$\frac{3}{5}$P总=$\frac{3}{5}$×500W=300W;则电热丝和电阻的总功率P=P总′-PM=300W-60W=240W,
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得:电热丝和电阻的总阻值R串联=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{({220V)}^{2}}{240W}$≈202Ω.
根据串联电路总阻值等于各电阻之和可得:
应该串联的电阻R′=R串-R=202Ω-110Ω=92Ω.
电路图如下图所示:

答:(1)A;
(2)电热丝R的阻值应为110Ω.
(3)电吹风送热时的总功率是504W;
(4)如上图,改装所用电阻的大小为92Ω.

点评 本题考查电功的计算,电功率的计算以及欧姆定律的应用,关键是电路的分析还要理解电能表的各个参数的物理意义.

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