14 如图所示是某小组同学设计的电吹风电路图的三种方案。
(1)在甲方案中,电热丝和电动机是串联还是并联?
(2)根据电吹风的工作特点和安全用电原则,你认为甲、乙、丙三个设计方案中哪个方案最合理?回答并简述理由。

(1)在甲方案中,电热丝和电动机是串联还是并联?
(2)根据电吹风的工作特点和安全用电原则,你认为甲、乙、丙三个设计方案中哪个方案最合理?回答并简述理由。
答案
14.(1)并联。
(2)丙方案最合理。该方案中吹风机既能吹出凉风,又能吹出热风,还可保证开关S₁闭合时,电动机先工作。
(2)丙方案最合理。该方案中吹风机既能吹出凉风,又能吹出热风,还可保证开关S₁闭合时,电动机先工作。
解析
【分析】
要解决本题,需掌握电路串并联的判断方法(电流有多条路径为并联,仅一条路径为串联),同时结合电吹风的工作特点(需能切换凉风、热风,且不能仅让电热丝工作避免过热危险)和安全用电原则,分析三个方案的合理性。
(1)判断甲方案中电热丝和电动机的连接,只需观察电流路径;(2)分析乙、丙方案时,需检查开关控制的用电器是否符合功能需求,是否存在安全隐患。
【解析】
(1)在甲方案中,电流从220V电源流出,经过开关S后分为两条独立支路:一条支路通过电动机M,另一条支路通过电热丝,两条支路的电流最终汇合回到电源负极,因此电热丝和电动机是并联。
(2)分析各方案合理性:
甲方案:开关S闭合时,电动机和电热丝同时工作,无法单独使电动机工作(不能吹凉风),无法满足电吹风的功能需求,不合理。
乙方案:当S₁闭合时,只有电热丝接入电路,电动机不工作,电热丝单独工作会因过热引发安全事故,不符合安全用电原则,不合理。
丙方案:S₁闭合时,仅电动机M工作,吹出凉风;再闭合S₂时,电热丝与电动机同时工作,吹出热风;且不会出现仅电热丝工作的情况,既实现了凉风、热风的切换,又保证电动机先工作,符合安全用电原则,因此丙方案最合理。
【答案】(1)并联;(2)丙方案最合理,该方案中吹风机既能吹出凉风,又能吹出热风,还可保证开关S₁闭合时,电动机先工作。
【知识点】电路连接方式、安全用电、电路设计
【点评】本题结合生活中的电吹风电路,考查串并联电路的判断及电路设计的合理性,要求学生将电路知识与实际生活需求、安全原则相结合,注重知识的应用能力。
【难度系数】0.5
要解决本题,需掌握电路串并联的判断方法(电流有多条路径为并联,仅一条路径为串联),同时结合电吹风的工作特点(需能切换凉风、热风,且不能仅让电热丝工作避免过热危险)和安全用电原则,分析三个方案的合理性。
(1)判断甲方案中电热丝和电动机的连接,只需观察电流路径;(2)分析乙、丙方案时,需检查开关控制的用电器是否符合功能需求,是否存在安全隐患。
【解析】
(1)在甲方案中,电流从220V电源流出,经过开关S后分为两条独立支路:一条支路通过电动机M,另一条支路通过电热丝,两条支路的电流最终汇合回到电源负极,因此电热丝和电动机是并联。
(2)分析各方案合理性:
甲方案:开关S闭合时,电动机和电热丝同时工作,无法单独使电动机工作(不能吹凉风),无法满足电吹风的功能需求,不合理。
乙方案:当S₁闭合时,只有电热丝接入电路,电动机不工作,电热丝单独工作会因过热引发安全事故,不符合安全用电原则,不合理。
丙方案:S₁闭合时,仅电动机M工作,吹出凉风;再闭合S₂时,电热丝与电动机同时工作,吹出热风;且不会出现仅电热丝工作的情况,既实现了凉风、热风的切换,又保证电动机先工作,符合安全用电原则,因此丙方案最合理。
【答案】(1)并联;(2)丙方案最合理,该方案中吹风机既能吹出凉风,又能吹出热风,还可保证开关S₁闭合时,电动机先工作。
【知识点】电路连接方式、安全用电、电路设计
【点评】本题结合生活中的电吹风电路,考查串并联电路的判断及电路设计的合理性,要求学生将电路知识与实际生活需求、安全原则相结合,注重知识的应用能力。
【难度系数】0.5
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