Question

8．如圖是一暖風(fēng)干手機的電路圖，S₁為電源開關(guān)，S₂為手動溫控開關(guān)，M為吹風(fēng)電動機，R₁，R₂為發(fā)熱電阻，暖風(fēng)干手機部分數(shù)據(jù)如表（額定功率是指干手機工作時的總功率）

額定電壓	220V
電動機功率	44W
額定功率	暖風(fēng)220W
	熱風(fēng)286W
出風(fēng)流量	1.5m3/min

（1）閉合S₁，將S₂置于a位置時干手機吹暖風(fēng)，b位置時干手機吹熱風(fēng)．
（2）分別計算R₁、R₂的電阻值；
（3）若吹熱風(fēng)，工作30min發(fā)熱電阻消耗的電能可以使銘牌上標(biāo)有“1000π/（kW•h）”的電能表表盤轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？若以上消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，這些熱量可以使多大體積的空氣由20℃升高到27.2℃？[ρ_空氣=1.3kg/m³，c_空氣=1.0×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)閉合S₁，將S₂置于a位置時，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，U一定，電阻最大，功率最小，吹暖風(fēng)；置于b位置時，電阻最小，功率最大，吹熱風(fēng)．
（2）利用電路特點和公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻大��；
（3）利用W=Pt求出消耗的電能，結(jié)合電能表參數(shù)求出轉(zhuǎn)數(shù)；根據(jù)Q=cm△t求出空氣體積．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)閉合S₁，將S₂置于a位置時，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，U一定，電阻最大，功率最小，吹暖風(fēng)；置于b位置時，R₂單獨接入電路電阻最小，功率最大，吹熱風(fēng)；
（2）當(dāng)吹暖風(fēng)時，兩電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：R₁+R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{（220V）^{2}}{220W-44W}$=275Ω；
當(dāng)吹熱風(fēng)時，R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{286W-44W}$=200Ω，故R₁=275Ω-200Ω=75Ω；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得：
若吹熱風(fēng)，工作30min發(fā)熱電阻消耗的電能為：W=P_熱t=（286W-44W）×30×60s=435600J=0.121kW•h
則電能表盤轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)數(shù)為：n=0.121kW•h×1000π/（kW•h）=121π；
由Q=cm△t=cρV△t可得：V=$\frac{Q}{cρ△t}$=$\frac{435600J}{1.0×1{0}^{3}J/（kg•℃）×1.3kg/{m}^{3}×（27.2℃-20℃）}$≈46.5m³．
答：（1）暖；熱；
（2）R₁、R₂的電阻值分別為75Ω；200Ω；
（3）電能表表盤轉(zhuǎn)143轉(zhuǎn)；這些熱量可以使46.5m³的空氣由20℃升高到27.2℃．

點評 此題主要考查學(xué)生對于串并聯(lián)電路特點和電功率公式的理解和掌握，屬于中考難點．