Question

5．如圖所示，為一款熱狗棒機(jī)，將香腸通過上下夾板加熱模式烤熟的設(shè)備，它采用進(jìn)口溫控技術(shù)，讓發(fā)熱板（內(nèi)置發(fā)熱管錫焊緊密貼服于發(fā)熱板）的溫度控制更精準(zhǔn)．該熱狗棒機(jī)銘牌如表．（計(jì)算結(jié)果均保留一位小數(shù)）

額定電壓	220V
額定功率	1kW
額定頻率	50Hz
溫控范圍	20-300℃

（1）熱狗棒機(jī)是利用電流熱效應(yīng)工作的，使用時(shí)插上電源，先打開電源開關(guān)，指示燈亮，再打開電機(jī)開關(guān)，內(nèi)置發(fā)熱管開始加熱．由此可知發(fā)熱管工作時(shí)的指示燈與電機(jī)的連接方式是并聯(lián)．
（2）熱狗棒機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流多大？工作10min產(chǎn)生多少熱量？
（3）為了節(jié)約能源，在發(fā)熱管不變的情況下把發(fā)加熱管的功率降為900W，你會(huì)怎樣做？試用計(jì)算說明．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)電流通過電阻時(shí)，電流做功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)；
在串聯(lián)電路中，各個(gè)用電器相互影響；在并聯(lián)電路中，各個(gè)用電器互不影響；
（2）熱狗棒機(jī)正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出電路中的電流，根據(jù)Q=W=Pt求出工作10min產(chǎn)生的熱量；
（3）電源的電壓一定，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知把發(fā)加熱管的功率降為900W時(shí)，為了節(jié)約能源，應(yīng)增大發(fā)熱管的電阻，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出兩種情況下電路的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出發(fā)熱管增加的阻值．

解答 解：（1）熱狗棒機(jī)是利用電流通過導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體產(chǎn)生熱量來工作的，是電流的熱效應(yīng)；
先打開電源開關(guān)，指示燈亮，再打開電機(jī)開關(guān)，內(nèi)置發(fā)熱管開始加熱，說明兩者可以獨(dú)立工作，即為并聯(lián)；
（2）由P=UI可得，熱狗棒機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
工作10min產(chǎn)生的熱量：
Q=W=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J；
（3）為了節(jié)約能源，若不增減電熱管而要降低電功率，可以增大電熱管的電阻，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱管的電阻分別為：
R_原=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，P_改=$\frac{{U}^{2}}{P′}$=$\frac{（220V）^{2}}{900W}$≈53.8Ω，
即將電熱管電阻增大R_原-R_改=5.4Ω．
答：（1）熱效應(yīng)；并聯(lián)；
（2）熱狗棒機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流為4.5A，工作10min產(chǎn)生6×10⁵J的熱量；
（3）增大電熱管的電阻，即讓電熱管的電阻增大5.4Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流的熱效應(yīng)和串并聯(lián)的辨別以及電功率公式、電熱公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)判斷電熱管改裝的方式．