Question

1．近來，云南天氣炎熱，于是小明家買了一個多檔位落地電風(fēng)扇，如圖甲所示，表格中數(shù)據(jù)為其參數(shù)：g=10N/kg

風(fēng)速	3檔	最大功率	55W
扇葉直徑	50cm	最小功率	20W
單臺凈重	6.0kg	額定電壓	220V
最大風(fēng)速	160米/分鐘	最大風(fēng)量	31.4米3/分鐘

（1）假設(shè)電風(fēng)扇內(nèi)部的電路圖可化簡為圖乙所示，要使電風(fēng)扇的風(fēng)速最大，旋鈕開關(guān)應(yīng)與接通3（選填“0”、“1”、“2”、“3”）．
（2）計算電風(fēng)扇以最大功率檔正常工作時的電流．
（3）若電風(fēng)扇與地面的接觸面積為0.2m²，計算電風(fēng)扇對地面的壓強．
（4）若小明想測量該電風(fēng)扇的最大實際功率，于是，他讓電風(fēng)扇單獨以最大功率檔工作，觀察電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了3轉(zhuǎn)，則此時電風(fēng)扇的實際電功率為多少瓦．（已知：他家電能表上標有3600R/kW•h）

Answer 1

分析 （1）要使電風(fēng)扇的風(fēng)速最大，電路中的電流最大，根據(jù)電路連接找出電路中的總電阻最小的狀態(tài)即可；
（2）由數(shù)據(jù)中找出最大功率，利用P=UI求最大電流；
（3）由題知單臺凈重（質(zhì)量），利用G=mg求其重力，對地面的壓力等于其重力，知道受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求電風(fēng)扇對地面的壓強；
（4）知道電能表上標有3600R/kW•h，說明每消耗1kW•h的電能，電能表的表盤轉(zhuǎn)動3600轉(zhuǎn)，可求轉(zhuǎn)動3轉(zhuǎn)消耗的電能，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求電風(fēng)扇的電功率

解答 解：（1）旋鈕開關(guān)接觸點“3”時電路中只有電動機連入，電路中的電阻最小、電流最大，則電風(fēng)扇的風(fēng)速最大；
（2）由數(shù)據(jù)中可知最大功率P_max=55W，
則由P=UI得最大電流：
I_max=$\frac{{P}_{max}}{U}$=$\frac{55W}{220V}$=0.25A；
（3）由題知單臺凈重m=6.0kg，
對地面的壓力：
F=G=mg=6.0kg×10N/kg=60N，
受力面積S=0.2m²，
電風(fēng)扇對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{60N}{0.2{m}^{2}}$=300Pa；
（4）電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動3轉(zhuǎn)消耗的電能：
W=$\frac{3}{3600}$kW•h=$\frac{1}{1200}$kW•h=3.6×10⁴J，
電風(fēng)扇的電功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{\frac{1}{1200}kW•h}{\frac{1}{60}h}$=0.05kW=50W．
故答案為：（1）3；
（2）電風(fēng)扇以最大功率檔正常工作時的電流為0.25A；
（3）電風(fēng)扇對地面的壓強為300Pa；
（4）此時電風(fēng)扇的實際電功率為50W．

點評 本題通過電風(fēng)扇考查了電流、壓強、電能和電功率的計算，關(guān)鍵是旋鈕開關(guān)分別置于檔位1、2、2時電路連接方式的判斷和最大、最小電功率的判斷，要學(xué)會從表格數(shù)據(jù)中得出有用信息．