Question

12．圖甲是某電吹風(fēng)機(jī)的工作原理圖，開關(guān)可置于1、2、3三個(gè)檔位．電吹風(fēng)工作時(shí)，可以分別吹出熱風(fēng)和涼風(fēng)．為了防止溫度過高，用一個(gè)PTC電阻R₀與電阻為100Ω的電熱絲R串聯(lián)，R₀的阻值隨溫度的變化如圖乙所示．
（1）當(dāng)開關(guān)S置于圖甲中的2檔位，電吹風(fēng)可以吹出涼風(fēng)．
（2）該電熱絲的最大發(fā)熱功率是多少？
（3）假設(shè)電熱絲在最大發(fā)熱功率下工作1min，產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）電吹風(fēng)可以吹出涼風(fēng)時(shí)，電路中只有電動(dòng)機(jī)工作，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）由圖乙可知，PTC電阻的最小阻值，此時(shí)電路中的總電阻最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最大電流，根據(jù)P=I²R求出電熱絲的最大發(fā)熱功率；
（3）根據(jù)Q=W=Pt求出電熱絲在最大發(fā)熱功率下工作1min產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S置于圖甲中的2檔位時(shí)，電路中只有電動(dòng)機(jī)工作，電吹風(fēng)可以吹出涼風(fēng)；
（2）由圖乙可知，PTC電阻的最小阻值R₀=10Ω，此時(shí)電熱絲R所在支路的總電阻最小，該支路的電流最大，電熱絲的發(fā)熱功率最大，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電熱絲R所在支路的最大電流：
I_大=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{220V}{100Ω+10Ω}$=2A，
則電熱絲的最大發(fā)熱功率：
P_R=I_大²R=（2A）²×100Ω=400W；
（3）電熱絲在最大發(fā)熱功率下工作1min產(chǎn)生的熱量：
Q_R=W_R=P_Rt=400W×60s=2.4×10⁴J．
答：（1）2；
（2）該電熱絲的最大發(fā)熱功率是400W；
（3）假設(shè)電熱絲在最大發(fā)熱功率下工作1min，產(chǎn)生的熱量是2.4×10⁴J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路連接方式的判斷和串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式、電熱公式的應(yīng)用，從圖象中讀出熱敏電阻的最小阻值是關(guān)鍵．