Question

18．家用電吹風(fēng)簡化電路及主要技術(shù)參數(shù)如圖所示，根據(jù)題目的信息回答下列問題：

額定功率	熱風(fēng)時(shí)：1000W
	冷風(fēng)時(shí)：220W
額定電壓	220V
質(zhì)量	0.5kg

（1）選擇開關(guān)接BC（填“AB”、“BC”或“CD”）時(shí)，電吹風(fēng)送冷風(fēng)；
（2）電熱絲的電阻為多少？
（3）若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為44歐，則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為多少？該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，工作10分鐘共產(chǎn)生的熱量為多少？

Answer 1

分析 （1）吹風(fēng)機(jī)送冷風(fēng)時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)工作，分析清楚圖示電路圖，根據(jù)電路圖分析答題．
（2）當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)工作，R₁與R₂并聯(lián)，電熱絲的功率等于電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率減去吹冷風(fēng)時(shí)的功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱絲R₂的電阻值．
（3）根據(jù)P=UI求出電動(dòng)機(jī)的電流，利用P=I²R求出線圈的熱功率，進(jìn)而求出機(jī)械功率，利用η=$\frac{{P}_{機(jī)械}}{{P}_{電動(dòng)機(jī)}}$求出電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率；
利用Q=I²Rt和Q=W=Pt吹熱風(fēng)時(shí)工作10分鐘共產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，當(dāng)選擇開關(guān)置于BC位置時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)接入電路，此時(shí)電動(dòng)機(jī)吹冷風(fēng)；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)機(jī)的電功率：P_{電動(dòng)機(jī)}=220W；
當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲同時(shí)工作，R₁與R₂并聯(lián)，則電熱絲R的電功率：
P_R=P-P_{電動(dòng)機(jī)}=1000W-220W=780W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得電熱絲R的電阻值：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{R}}$=$\frac{（220V）^{2}}{780W}$≈62Ω．
（3）由P=UI可得，通過電動(dòng)機(jī)的電流：
I_{電動(dòng)機(jī)}=$\frac{{P}_{電動(dòng)機(jī)}}{U}$=$\frac{220W}{220V}$=1A；
線圈消耗的熱功率：
P_線圈=I_{電動(dòng)機(jī)}²R_{電動(dòng)機(jī)}=（1A）²×44Ω=44W，
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率：P_機(jī)械=P_{電動(dòng)機(jī)}-P_Q=220W-44W=176W，
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率：η=$\frac{{P}_{機(jī)械}}{{P}_{電動(dòng)機(jī)}}$×100%=$\frac{176W}{220W}$×100%=80%；
該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲產(chǎn)生的熱量Q=Q_線圈+Q_R=P_線圈t+P_Rt=44W×10×60s+780W×10×60s=494400J．
答：（1）選擇開關(guān)接BC時(shí)，電吹風(fēng)送冷風(fēng)．
（2）電熱絲的電阻為62Ω．
（3）若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為44歐，則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為80%，該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，工作10分鐘共產(chǎn)生的熱量為494400J．

點(diǎn)評 本題考查了電功公式和電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是知道電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作以，難點(diǎn)是知道電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率減去吹冷風(fēng)時(shí)的功率等于電熱絲的功率．