Question

6．小明家有一電吹風(fēng)，圖甲是電吹風(fēng)的電路原理圖，R是阻值恒定的電熱絲，M是帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，電吹風(fēng)的主要技術(shù)參數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)完成下列問(wèn)題．
（1）當(dāng)只閉合S₁，電吹風(fēng)正常工作時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為多大？
（2）電熱絲R的電阻值為多少歐姆；
（3）小明家的電能表如圖丙所示，該種型號(hào)電能表的計(jì)數(shù)盤每轉(zhuǎn)過(guò)3000轉(zhuǎn)就記錄用電量為1kW•h，電壓稍低或稍高都不會(huì)影響電能表工作．周末，小明在家將其它用電器都關(guān)閉，只有電吹風(fēng)工作且吹熱風(fēng)時(shí)，想法測(cè)得在15min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)540轉(zhuǎn)，這個(gè)過(guò)程中小明家的家用穩(wěn)壓器顯示電壓為198V，請(qǐng)幫助小明計(jì)算在電壓為198V時(shí)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，電吹風(fēng)正常工作，只有電動(dòng)機(jī)工作，吹出的是冷風(fēng)，由表格可知吹冷風(fēng)時(shí)的額定功率，則通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求．
（2）當(dāng)同時(shí)閉合S₁、S₂時(shí)，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，發(fā)熱的電阻絲和帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，吹熱電功率是880W，電熱絲功率P_R=P_熱-P_冷；根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出R的阻值．
（3）根據(jù)電能表的計(jì)數(shù)盤每轉(zhuǎn)過(guò)3000轉(zhuǎn)就記錄用電量為1kW•h可求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)540轉(zhuǎn)消耗的電能，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$求出吹熱風(fēng)時(shí)實(shí)際功率，然后利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱絲的實(shí)際功率，則它們的差即可電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，電吹風(fēng)正常工作，只有電動(dòng)機(jī)工作，吹出的是冷風(fēng)，由表格可知吹冷風(fēng)時(shí)的額定功率為80W；
則通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I₁=$\frac{{P}_{冷}}{U}$=$\frac{80W}{220V}$≈0.36A．
（2）同時(shí)閉合S₁、S₂時(shí)，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，發(fā)熱的電阻絲和帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，
則電熱絲功率P_R=P_熱-P_冷=880W-80W=800W；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：電熱絲的電阻R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{R}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{800W}$=60.5Ω；
（3）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)540轉(zhuǎn)消耗的電能W=$\frac{540r}{3000r/kW•h}$=0.18kW•h，
所以吹熱風(fēng)時(shí)實(shí)際功率P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.18kW•h}{15×\frac{1}{60}h}$=0.72kW=720W；
由于實(shí)際電壓為198V，則電熱絲的實(shí)際功率P_R實(shí)=$\frac{{{U}_{實(shí)}}^{2}}{R}$=$\frac{（198V）^{2}}{60.5Ω}$=648W，
所以電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P_M實(shí)=P_實(shí)-P_R實(shí)=720W-648W=72W，
由于吹冷風(fēng)時(shí)只有電動(dòng)機(jī)工作，所以吹冷風(fēng)時(shí)的實(shí)際功率為72W．
答：（1）當(dāng)只閉合S₁，電吹風(fēng)正常工作時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.36A；
（2）電熱絲R的電阻值為60.5Ω；
（4）吹冷風(fēng)時(shí)的實(shí)際功率為72W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電流、熱量、消耗電能、電阻、實(shí)際功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要理解電能表的參數(shù)的物理意義，還要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．