分析 (1)电动机将空气从进风口吸入,通过电热丝加热,形成热风后从出风口吹出,由此判断电动机安装的位置;
(2)由电路图可知,当R2接入电路电阻为0Ω时,R1所在支路电阻最小,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热丝R1的电功率最大,
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式求出电热丝R1的电阻,当R2接入电路电阻为30.8Ω时,根据串联电路电阻关系求出R1、R2所在支路电阻,
在利用欧姆定律求出通过电热丝R1的电流,最后根据P=I2R求出R1上消耗的功率;
(3)根据W=Pt和Q吸=cm△t推导出从出风口吹出的空气升高温度的表达式,再利用从出风口吹出的空气升高的温度与R1的功率成正比即可求出空气升高的温.
解答 解:(1)当闭合开关S后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出,
应将电热丝安装在Q处,电动机安装在P处;否则如果电热丝和电动机安装位置装反,热风通过电动机时可能损坏电动机.
(2)由电路图可知,当R2接入电路电阻为0Ω时,R1所在支路电阻最小,
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热丝R1的电功率最大,其最大功率P=2000W,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得,电热丝R1的电阻:
R1=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{2000W}$=24.2Ω,
当R2接入电路电阻为30.8Ω时,此时R1、R2所在支路电阻:
R=R1+R2=24.2Ω+30.8Ω=55Ω,
根据欧姆定律可得,通过电热丝R1的电流:
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{55Ω}$=4A,
则R1上消耗的功率:
P1=I2R1=(4A)2×24.2Ω=387.2W,
(3)由P=$\frac{W}{t}$得,电热丝R1消耗的电能:W=Pt,
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%得,从出风口吹出的空气吸收的热量:Q吸=ηW=ηPt,
由Q吸=cm△t得,从出风口吹出的空气升高的温度:
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{空气}{m}_{空气}}$=$\frac{ηPt}{{c}_{空气}{m}_{空气}}$,
因为热效率相同、相同时间内吹出的空气质量相同,且空气的比热容不变,
所以从出风口吹出的空气升高的温度与R1的功率成正比,即:$\frac{△{t}_{1}}{△{t}_{2}}$=$\frac{P}{{P}^{′}}$,
△t2=$\frac{{P}^{′}}{P}$×△t1=$\frac{1500W}{2000W}$×400℃=300℃.
答:(1)P;电热丝产生的热量可能损坏电动机;
(2)当R2接入电路电阻为30.8Ω时,R1上消耗的功率是387.2W;
(3)若将R1的功率调为1500W,则从出风口吹出的空气温度升高了300℃.
点评 本题是一道电热综合应用题,涉及到的知识点较多,综合性强,难度大,关键是公式及变形公式的灵活运用,尤其是第(3)问推导出空气升高温度的表达式是本题的难点所在.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 脚对球的作用力与草地对球的阻力 | B. | 脚对球的作用力与球对脚的作用力 | ||
C. | 球向前的惯性与草地对球的阻力 | D. | 球所受的重力与草地对球的支持力 |
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科目:初中物理 来源: 题型:实验探究题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 摩擦过的塑料尺吸引碎纸屑说明它们带同种电荷 | |
B. | 摩擦过的塑料尺吸引碎纸屑说明它们带异种电荷 | |
C. | 用试电笔测试插座插孔时氖管发光说明该插孔接通了火线 | |
D. | 空气开关跳闸说明电路短路了 |
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科目:初中物理 来源: 题型:计算题
工作电压220V | ||
工作频率50Hz | ||
最大运行功率40W | ||
储水箱容量2.4L | ||
尺寸高315mm,底部直径168mm | ||
满水工作时间高气雾量10h,低气雾量24h |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 可用超导材料制作电炉丝 | |
B. | 可用超导材料制作输电线 | |
C. | 可用超导材料制滑动变阻器的电阻丝 | |
D. | 可用超导材料制作白炽灯泡的灯丝 |
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