与电风扇有关几个问题
电风扇是人们躲避夏季高温的常用家用电器。他们在工作中涉及大量的物理知识,也是高中物理中经常研究的知识点。现在从力、热和电三个方面分析如下:
1.当电风扇静止时,垂直杆的拉力等于电风扇本身的重力,所以当电风扇工作时,是否有必要担心垂直杆会因为力的增加而掉落?
答案是否定的。
为什么?因为当电风扇旋转时,叶片将空气向下推动。也就是说,风扇叶片对其下方的空气有向下的力。根据“物体间的力是相互的”,可以看出空气同时对风扇叶片有向上的力。澄清这一点后,对电风扇进行受力分析。电风扇在垂直方向上受三种力的影响,即垂直向下的重力;垂直向上的垂直杆对电风扇的拉力和空气对电风扇的向上力。
因此,可以知道,此时电风扇上的垂直杆的拉力必须比静止时减小。因此,完全没有必要担心电风扇会因为转动时承受的力增加而掉落。
当我们在炎热的夏天使用电风扇时,我们会感到凉爽。所以凉爽的原因是电风扇工作后是否降低了室内温度。
事实恰恰不是这样。
(假设房间和外界之间没有热传递)房间里的温度会上升而不是下降。让我们一起分析一下温度升高的原因:当电风扇工作时,由于有电流通过电风扇的线圈并且电线有电阻,所以温度将升高,因此它将不可避免地产生热量并向外释放热量。
但是为什么人们感觉很酷呢?因为人体表面有大量的汗液,当电风扇工作时,室内空气就会流动,所以它能促进汗液的快速蒸发,再加上“蒸发需要吸收大量的热量”,所以人们会感到凉爽。
3.电风扇的主要部件是:交流电机。
它的工作原理是:通电的线圈在磁场中*旋转。
能量转换的形式是:电能主要转化为机械能,同时,由于线圈的电阻,一些电能不可避免地会转化为内能。鉴于其能量转换形式和欧姆定律的适用范围,电风扇的电流、电压和电阻不能直接应用欧姆定律。当计算电风扇消耗的电功率时,公式只能使用:W=UIt,而不能使用Q=I2Rt,因为电功率公式:W=UIt适用于电流起作用的所有情况,当然包括电流转化为内能的情况。
然而,焦耳定律:Q=I2Rt适用于纯电阻电路,即所有电能都转换成内能的电路。如果用焦耳定律计算电风扇工作时线圈因电阻释放的热量。
4.电风扇长时间使用后,很容易在风扇叶片下侧积满灰尘。原因是什么?
当电风扇工作时,由于风扇叶片和空气之间的相互摩擦,静电被施加到风扇叶片上。结合带电物体能吸引光线和小物体的特性,扇叶能吸收室内漂浮的细小灰尘,因此大量灰尘很容易沾在扇叶的下面。