Question

（2011?武汉模拟）如图甲是冬天取暖的电热油汀，图乙是其结构图．当接通电源后，位于底部的电加热管使导热油被加热，导热油通过散热片将热量散发到室内空气中．图丙是某型号三档电热油汀的工作原理图．油汀内有R₁（“220V800W”）和R₂（“220V1200W”）两根电热管，通过控制S₁和S₂实现三档功率调节，LED是发光二极管．某型号电热油汀铭牌上的部分参数如下表．

额定电压	额定频率	加热功率	LED发光二极管
220V	50Hz	800W/1200W/ 2000 W	10mA

（1）当S₁S₂都闭合时，油汀发热功率最大值为

2000W

．此状态下油汀工作2小时发热管消耗的电能是多少？
（2）散热片做成翼状，目的是

增大散热面积，加快散热

．经查阅导热油的有关数据如下：ρ=0.87g/cm³、C=2.5KJ/（Kg?℃）、沸点348℃、不易挥发．电热油汀使用导热油而 不用水的主要原因是什么？
（3）如果R₀=21800Ω，LED二极管的额定电压多大？指示灯电路消耗的功率多大？

Answer 1

分析：（1）当控制S₁和S₂同时闭合时为最高档功率是2000W．由时间和功率就可算出电能．
（2）散热片做成翼状，增大散热面积，加快散热．电热油汀使用导热油而不用水，是因为导热油沸点高，可以达到更高的温度．取暖效果好．油是绝缘体用起来更安全．
（3）R₀和LED发光二极管串联，由二极管的额电流可算出R₀两端的电压，然后由总电压减去R₀两端的电压，就是二极管的额定电压．
由P=UI可算出指示灯电路消耗的功率．

解答：解：（1）当S₁S₂都闭合时，油汀内有R₁（“220V 800W”）和R₂（“220V 1200W”）两根电热管同时工作．所以油汀发热功率最大值为：2000W． 
发热管消耗的电能 W=Pt=2kw×2h=4kw?h．
（2）散热片做成翼状，增大散热面积，加快散热．电热油汀使用导热油而不用水，是因为导热油沸点高，可以达到更高的温度，取暖效果好．
（3）由I=U/R得：0.01A=

220V-U

21800Ω

 所以二极管的额定电压是U=2V．
指示灯电路消耗功率P₃=I_额U_源=10^-2A×220V=2.2W．
答：（1）当S₁S₂都闭合时，油汀发热功率最大值为2000W．此状态下油汀工作2小时发热管消耗的电能是4kw?h．
（2）散热片做成翼状，目的是增大散热面积，加快散热．
电热油汀使用导热油而不用水的主要原因是：导热油沸点高，可以达到更高的温度，取暖效果好．
（3）LED二极管的额定电压是2V．指示灯电路消耗功率是2.2W．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，同时在计算功率时，要注意灵活选用两套单位：功率（KW）-功（KW?h）-时间（h）和功率（W）-功（J）-时间（s）．