Question

5．如图所示，为一款热狗棒机，将香肠通过上下夹板加热模式烤熟的设备，它采用进口温控技术，让发热板（内置发热管锡焊紧密贴服于发热板）的温度控制更精准．该热狗棒机铭牌如表．（计算结果均保留一位小数）

额定电压	220V
额定功率	1kW
额定频率	50Hz
温控范围	20-300℃

（1）热狗棒机是利用电流热效应工作的，使用时插上电源，先打开电源开关，指示灯亮，再打开电机开关，内置发热管开始加热．由此可知发热管工作时的指示灯与电机的连接方式是并联．
（2）热狗棒机正常工作时电路中的电流多大？工作10min产生多少热量？
（3）为了节约能源，在发热管不变的情况下把发加热管的功率降为900W，你会怎样做？试用计算说明．

Answer 1

分析 （1）当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；
在串联电路中，各个用电器相互影响；在并联电路中，各个用电器互不影响；
（2）热狗棒机正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电路中的电流，根据Q=W=Pt求出工作10min产生的热量；
（3）电源的电压一定，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知把发加热管的功率降为900W时，为了节约能源，应增大发热管的电阻，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出两种情况下电路的总电阻，利用电阻的串联求出发热管增加的阻值．

解答 解：（1）热狗棒机是利用电流通过导体时，使导体产生热量来工作的，是电流的热效应；
先打开电源开关，指示灯亮，再打开电机开关，内置发热管开始加热，说明两者可以独立工作，即为并联；
（2）由P=UI可得，热狗棒机正常工作时电路中的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
工作10min产生的热量：
Q=W=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J；
（3）为了节约能源，若不增减电热管而要降低电功率，可以增大电热管的电阻，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电热管的电阻分别为：
R_原=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，P_改=$\frac{{U}^{2}}{P′}$=$\frac{（220V）^{2}}{900W}$≈53.8Ω，
即将电热管电阻增大R_原-R_改=5.4Ω．
答：（1）热效应；并联；
（2）热狗棒机正常工作时电路中的电流为4.5A，工作10min产生6×10⁵J的热量；
（3）增大电热管的电阻，即让电热管的电阻增大5.4Ω．

点评 本题考查了电流的热效应和串并联的辨别以及电功率公式、电热公式的应用，关键是会判断电热管改装的方式．