10.熱風(fēng)槍常用于工程裝修、服裝制造等行業(yè).工作時(shí),利用其吹出的熱風(fēng)使材料熔化或軟化,從而達(dá)到去除舊漆膜、彎曲塑料管.換裝瓷磚等目的,圖甲是某型號(hào)熱風(fēng)槍的簡化電路圖,其中電熱絲R1的最大功率為2000W,R2、R3可分別調(diào)節(jié)溫度和風(fēng)量,不計(jì)溫度對(duì)R1阻值的影響,請(qǐng)解答:
(1)圖乙中的P、Q處為該型號(hào)熱風(fēng)槍的電熱絲和電動(dòng)機(jī)預(yù)留安裝位置,應(yīng)將電動(dòng)機(jī)安裝在P處,否則電熱絲產(chǎn)生的熱量可能損壞電動(dòng)機(jī)(說出一點(diǎn)即可).
(2)當(dāng)R2接入電路電阻為30.8Ω時(shí),R1上消耗的功率是多少?
(3)已知R1達(dá)到最大功率時(shí),從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了400℃,若將R1的功率調(diào)為1500W,則從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了多少?設(shè)熱效率相同、相同時(shí)間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同.

分析 (1)電動(dòng)機(jī)將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入,通過電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出,由此判斷電動(dòng)機(jī)安裝的位置;
(2)由電路圖可知,當(dāng)R2接入電路電阻為0Ω時(shí),R1所在支路電阻最小,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,電熱絲R1的電功率最大,
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式求出電熱絲R1的電阻,當(dāng)R2接入電路電阻為30.8Ω時(shí),根據(jù)串聯(lián)電路電阻關(guān)系求出R1、R2所在支路電阻,
在利用歐姆定律求出通過電熱絲R1的電流,最后根據(jù)P=I2R求出R1上消耗的功率;
(3)根據(jù)W=Pt和Q=cm△t推導(dǎo)出從出風(fēng)口吹出的空氣升高溫度的表達(dá)式,再利用從出風(fēng)口吹出的空氣升高的溫度與R1的功率成正比即可求出空氣升高的溫.

解答 解:(1)當(dāng)閉合開關(guān)S后,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn),將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入,經(jīng)電熱絲加熱,形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出,
應(yīng)將電熱絲安裝在Q處,電動(dòng)機(jī)安裝在P處;否則如果電熱絲和電動(dòng)機(jī)安裝位置裝反,熱風(fēng)通過電動(dòng)機(jī)時(shí)可能損壞電動(dòng)機(jī).
(2)由電路圖可知,當(dāng)R2接入電路電阻為0Ω時(shí),R1所在支路電阻最小,
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,電熱絲R1的電功率最大,其最大功率P=2000W,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得,電熱絲R1的電阻:
R1=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{2000W}$=24.2Ω,
當(dāng)R2接入電路電阻為30.8Ω時(shí),此時(shí)R1、R2所在支路電阻:
R=R1+R2=24.2Ω+30.8Ω=55Ω,
根據(jù)歐姆定律可得,通過電熱絲R1的電流:
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{55Ω}$=4A,
則R1上消耗的功率:
P1=I2R1=(4A)2×24.2Ω=387.2W,
(3)由P=$\frac{W}{t}$得,電熱絲R1消耗的電能:W=Pt,
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%得,從出風(fēng)口吹出的空氣吸收的熱量:Q=ηW=ηPt,
由Q=cm△t得,從出風(fēng)口吹出的空氣升高的溫度:
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{空氣}{m}_{空氣}}$=$\frac{ηPt}{{c}_{空氣}{m}_{空氣}}$,
因?yàn)闊嵝氏嗤⑾嗤瑫r(shí)間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同,且空氣的比熱容不變,
所以從出風(fēng)口吹出的空氣升高的溫度與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;電熱絲產(chǎn)生的熱量可能損壞電動(dòng)機(jī);
(2)當(dāng)R2接入電路電阻為30.8Ω時(shí),R1上消耗的功率是387.2W;
(3)若將R1的功率調(diào)為1500W,則從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了300℃.

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電熱綜合應(yīng)用題,涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多,綜合性強(qiáng),難度大,關(guān)鍵是公式及變形公式的靈活運(yùn)用,尤其是第(3)問推導(dǎo)出空氣升高溫度的表達(dá)式是本題的難點(diǎn)所在.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)圖2中,物塊受到的浮力為0.5N,燒杯中液體的密度為1g/cm3
(2)小明對(duì)本實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行了進(jìn)一步分析,從而得到彈簧測力計(jì)的示數(shù)與被測液體的密度之間的函數(shù)關(guān)系,則符合此關(guān)系的應(yīng)是圖3中的圖線③(選填“①”、“②”或“③”);
(3)根據(jù)上述結(jié)論,小明對(duì)彈簧測力計(jì)刻度進(jìn)行重新標(biāo)度,將圖2裝置改裝成一個(gè)密度秤,它的零刻度應(yīng)標(biāo)在1.5N處,用它測量時(shí),待測液體密度ρ應(yīng)不超過3g/cm3;
(4)用此密度秤測量時(shí),若物塊未完全浸沒,則測得液體密度值將偏;
(5)原物塊質(zhì)量、體積和密度分別記為m0、V0、ρ0,將原物塊更換為下列哪些物塊后,可以提高該密度秤測量液體密度秤測量液體密度時(shí)的精確度?你選擇的是:AC(選填選項(xiàng)前的字母)
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B.質(zhì)量為m0,密度比ρ0大的物塊
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18.如圖所示,是王爺爺小孫女的照片,王爺爺用放大鏡貼近照片所看到的像是(  )
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5.下列分析正確的是( 。
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B.摩擦過的塑料尺吸引碎紙屑說明它們帶異種電荷
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D.空氣開關(guān)跳閘說明電路短路了

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15.一瓶酒精用去一半后,則剩下的酒精( 。
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2.電熱加濕器靠電流的熱效應(yīng)工作.某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、外形、電路簡化圖如圖所示.電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產(chǎn)生熱量,使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出,增加環(huán)境濕度.當(dāng)加熱倉中的水減少到一定程度時(shí),自動(dòng)閥門智能打開,水由儲(chǔ)水箱進(jìn)入到加熱倉中.
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工作頻率50Hz
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尺寸高315mm,底部直徑168mm
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19.某些物質(zhì)在溫度很低的情況下,電阻就變成0,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象.如果把超導(dǎo)現(xiàn)象應(yīng)用于實(shí)際,則(  )
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16.如圖表示分別從凸透鏡的兩倍焦距和一倍焦距處射向透鏡的光線.請(qǐng)?jiān)趫D中畫出它們通過透鏡后的光路(P是與透鏡距離等于2倍焦距的位置).

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