小明家电热吹风机的铭牌如表格(甲)所示,其工作原理如图(乙)所示.由于使用了多年,吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,电动机性能仍保持不变.为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风,发现电能表的转盘6min内转过132圈,电能表规格如图(丙)所示.问:
(1)氧化电热丝的实际电阻值是多少?
(2)为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝?
(3)新电热丝的阻值是多少?
(1)氧化电热丝的实际电阻值为121Ω;
(2)为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝并联一段新电热丝;
(3)新电热丝的阻值是605Ω.
题目分析:(1)已知电能表的参数和电能表转盘转过的转数可求消耗的电能,先根据求出氧化后电路的实际功率,再用实际功率减掉电动机的功率即为氧化电热丝的实际功率,最后根据
求出氧化电热丝的实际电阻值.
(2)由电吹风的铭牌可知额定电压和电热丝的额定功率,根据求出正常工作时电阻丝的阻值,然后根据电阻串联时越串越大、并联时越并越小判断新电热丝的串并联;
(3)根据电阻的并联求出氧化后要使灯泡正常工作时并联新电阻的阻值.
解:(1)氧化后吹热风时,6min内消耗的电能:
此时吹热风时电路的实际功率:
此时电热丝的实际功率P热′=P-P电动机=440W-40W=400W,
氧化电热丝的实际电阻值
(2)吹风机正常工作时,P热=480W,
电阻丝的阻值
因并联电路电阻越并越小、小于任何一个分电阻,串联电路电阻越串越大、大于任何一个分电阻;
所以为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝并联一段新电热丝.
(3)因并联电路中所以
解得:R新=605Ω.
点评:本题考查了电阻的并联和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是电吹风和电能表参数含义的理解与掌握;本题综合性强,难度较大