Question

16．春天梅雨季節(jié)，同學(xué)們的衣服晾在宿舍的陽臺(tái)上很多天都不干，給廣大同學(xué)帶來了煩惱，應(yīng)同學(xué)的要求，學(xué)校物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)烘干機(jī)（專門用來烘衣服）如圖所示．電源電壓為220V．電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)額定功率為100W的廢舊電風(fēng)扇（額定電壓220V）．
（1）該烘干機(jī)為何能使衣服干得快？
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流是多少？
（3）S₁S₂同時(shí)閉合時(shí)，要使烘干機(jī)內(nèi)的總功率達(dá)到700W，則電阻絲的阻值要多大？（電源電壓為220V）
（4）若電源電壓只有200V，烘干機(jī)內(nèi)電熱絲工作30min，獲得內(nèi)能多少J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)影響蒸發(fā)快慢的因素可解釋為什么烘干機(jī)可使衣服干得快；
（2）知道電壓和電功率，利用公式I=$\frac{P}{U}$可計(jì)算其正常工作的電流；
（3）知道總功率和電風(fēng)扇的功率，可求出電阻絲的功率，再根據(jù)電功率的變形公式可計(jì)算電阻絲的阻值；
（4）利用公式Q=$\frac{{U}^{2}}{R}t$可計(jì)算獲得的內(nèi)能．

解答 解：（1）結(jié)合題意可知，利用烘干機(jī)可提高液體的溫度，同時(shí)電風(fēng)扇可加快空氣的流動(dòng)速度，故可使水分蒸發(fā)加快；
（2）則公式P=UI得，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{{P}_{電動(dòng)機(jī)}}{U}$=$\frac{100W}{220V}$≈0.45A；
（3）S₁S₂同時(shí)閉合時(shí)，電阻絲與電風(fēng)扇并聯(lián)，則電阻絲的功率為：
P_電阻絲=700W-100W=600W，
則公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，
電阻絲的電阻值：R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{電阻絲}}$=$\frac{（220V）^{2}}{600W}$≈80.7Ω；
（4）若電源電壓只有200V，烘干機(jī)內(nèi)電熱絲工作30min，獲得內(nèi)能為：
Q=$\frac{{U}_{實(shí)}^{2}}{R}t$=$\frac{（{200V）}^{2}}{80.7Ω}$×30×60s≈892139J．
答：（1）烘干機(jī)可提高液體的溫度，同時(shí)電風(fēng)扇可加快空氣的流動(dòng)速度，故可使水分蒸發(fā)加快，使衣服干得快；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流約0.45A；
（3）S₁S₂同時(shí)閉合時(shí)，要使烘干機(jī)內(nèi)的總功率達(dá)到700W，則電阻絲的阻值要80.7Ω；
（4）若電源電壓只有200V，烘干機(jī)內(nèi)電熱絲工作30min，獲得內(nèi)能是892139J．

點(diǎn)評 本題以自制的烘干機(jī)為例，考查了電功率的計(jì)算、熱量的計(jì)算、影響蒸發(fā)快慢的因素等，熟知原理，熟練運(yùn)用公式是解答的關(guān)鍵，有一定難度．