Question

3．如圖甲所示，電源電壓為6V恒定不變，滑動(dòng)變阻器R₂最大阻值是20Ω．閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器的P-R圖象如圖乙所示，則R₁=10Ω；當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，通電10s電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量是4J．小華家買了一個(gè)家用電吹風(fēng)，如圖丙所示．其簡(jiǎn)化電路如圖丁所示，主要技術(shù)參數(shù)如表．當(dāng)選擇開關(guān)旋至AB，電吹風(fēng)正常工作的功率最大，此時(shí)通過(guò)電熱絲的電流是4A．當(dāng)電路供電電壓為200V時(shí)，電吹風(fēng)電熱絲的實(shí)際電功率為727.3W（結(jié)果保留一位小數(shù)）

型號(hào)	SHZ2010--624
熱風(fēng)溫度	50℃--75℃
額定功率	熱風(fēng)時(shí)：1000W
	冷風(fēng)時(shí)：120W
額定電壓	220V
質(zhì)量	0.5kg

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為10Ω時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，根據(jù)P=I²R求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₁的阻值；
（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)電路中電流表的示數(shù)，利用Q=I²Rt求出通電10s電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量；
（3）電吹風(fēng)處于吹熱風(fēng)狀態(tài)，則電動(dòng)機(jī)和電熱絲應(yīng)同時(shí)工作，此時(shí)功率最大；熱風(fēng)時(shí)的功率減去冷風(fēng)時(shí)的功率即為電熱絲的功率，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P=UI通過(guò)電熱絲的電流，再根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出當(dāng)電路供電電壓為200V時(shí)電吹風(fēng)電熱絲的實(shí)際電功率．

解答 解：（1）由圖象可知，當(dāng)R₂=10Ω時(shí)，P₂=0.9W，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=I²R可得，電路中的電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{{R}_{2}}}$=$\sqrt{\frac{0.9W}{10Ω}}$=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₁=R-R₂=20Ω-10Ω=10Ω；
（2）當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
此時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}′}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
通電10s電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量：
Q₁=（I′）²R₁t=（0.2A）²×10××10s=4J；
（3）由電路圖可知，開關(guān)旋至AB處時(shí)，電熱絲與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，電吹風(fēng)正常工作且處于吹熱風(fēng)狀態(tài)，此時(shí)功率最大，
電熱絲的功率：
P₂=P_熱-P_冷=1000W-120W=880W，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由P=UI可得，通過(guò)電熱絲的電流：
I₂=$\frac{{P}_{2}}{U′}$=$\frac{880W}{220V}$=4A，
電熱絲的電阻：
R_熱=$\frac{U′}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{4A}$=55Ω，
當(dāng)電路供電電壓為200V時(shí)，電吹風(fēng)電熱絲的實(shí)際電功率：
P₂′=$\frac{（U″）^{2}}{{R}_{熱}}$=$\frac{（200V）^{2}}{55Ω}$≈727.3W．
故答案為：10；0.2；4；AB；4A；727.3W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻與消耗功率之間的關(guān)系，要注意電吹風(fēng)熱風(fēng)時(shí)的功率減去冷風(fēng)時(shí)的功率即為電熱絲的功率．