3. (★★★)小明家买了一个额定电压为 $ 220\ V $ 的家用电吹风,其简化电路图如图 13W2 - 3 所示,正常工作吹冷风时电路中的电流为 $ 1\ A $,吹热风时的额定功率为 $ 1100\ W $。(忽略温度对电阻的影响)求:
(1) 当选择开关旋至 $ BC $ 处时,电吹风正常工作的电功率;
(2) 电吹风吹热风时正常工作 $ 5\ min $ 消耗的电能;
(3) 电热丝正常工作时的电阻。
(1) 当选择开关旋至 $ BC $ 处时,电吹风正常工作的电功率;
(2) 电吹风吹热风时正常工作 $ 5\ min $ 消耗的电能;
(3) 电热丝正常工作时的电阻。
答案
(1) 吹冷风时,只有电动机工作,电流$I_{冷}=1\ A$,额定电压$U=220\ V$,电功率$P=UI_{冷}=220\ V×1\ A=220\ W$。由于吹冷风时电流较小、功率较小,可判断开关旋至$BC$处为冷风挡,故电功率为$220\ W$。
(2) 吹热风时额定功率$P_{热}=1100\ W$,时间$t=5\ min=300\ s$,消耗电能$W=P_{热}t=1100\ W×300\ s=3.3×10^{5}\ J$。
(3) 热风挡总功率等于电动机功率与电热丝功率之和,电热丝功率$P_{丝}=P_{热}-P=1100\ W - 220\ W=880\ W$。由$P=\frac{U^{2}}{R}$得,电热丝电阻$R=\frac{U^{2}}{P_{丝}}=\frac{(220\ V)^{2}}{880\ W}=55\ \Omega$。
(1) $220\ W$;(2) $3.3×10^{5}\ J$;(3) $55\ \Omega$。
(2) 吹热风时额定功率$P_{热}=1100\ W$,时间$t=5\ min=300\ s$,消耗电能$W=P_{热}t=1100\ W×300\ s=3.3×10^{5}\ J$。
(3) 热风挡总功率等于电动机功率与电热丝功率之和,电热丝功率$P_{丝}=P_{热}-P=1100\ W - 220\ W=880\ W$。由$P=\frac{U^{2}}{R}$得,电热丝电阻$R=\frac{U^{2}}{P_{丝}}=\frac{(220\ V)^{2}}{880\ W}=55\ \Omega$。
(1) $220\ W$;(2) $3.3×10^{5}\ J$;(3) $55\ \Omega$。
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