(2006•河西区二模)电热毯是农村普遍采用的取暖工具,小明使用的是一床两档(一档是100W,另一档是25W)的电热毯.
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/08 04:53:57
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(1)求串联电阻R0的阻值应为多大?(电源电压为220V,不计温度对电热丝阻值的影响)
(2)请你从能源有效利用的角度,分析说明这样的电路不是十分合理.
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(1)开关S闭合,等效电路如图甲,通过R的电流为I1;开关S断开,等效电路如图乙,通过R的电流为I2.
![](http://img.wesiedu.com/upload/9/b6/9b6aeade5fd50db5f86bf436ef8dab53.jpg)
图甲中,由P=
U2
R可得:
R=
U2
P1=
(220V)2
100W=484Ω,
∵P=I2R,
∴
P1
P2=
I21R
I22R=(
I1
I2)2=
100W
25W=
4
1,
解得:
I1
I2=
2
1,
∵电源的电压不变,
∴
I1
I2=
R+R0
R=
2
1,
解得:R0=R=484Ω;
(2)当开关S闭合时,只有电热毯R接入电路,电路的总功率等于发热功率100W,利用率100%;
当开关S断开时,电热毯R和电阻R0串联接入电路,它们的电阻相同,R0消耗的电功率和电热毯消耗的电功率一样大,R0消耗的电功率即发热功率为25W,电路总功率为50W,有效使用率为50%,故此电路设计不合理.
答:(1)串联电阻R0的阻值应为484Ω;
(2)当开关S闭合时,只有电热毯R接入电路,电路的总功率等于发热功率100W,利用率100%;
当开关S断开时,电热毯R和电阻R0串联接入电路,它们的电阻相同,R0消耗的电功率和电热毯消耗的电功率一样大,R0消耗的电功率即发热功率为25W,电路总功率为50W,有效使用率为50%,故此电路设计不合理.
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图甲中,由P=
U2
R可得:
R=
U2
P1=
(220V)2
100W=484Ω,
∵P=I2R,
∴
P1
P2=
I21R
I22R=(
I1
I2)2=
100W
25W=
4
1,
解得:
I1
I2=
2
1,
∵电源的电压不变,
∴
I1
I2=
R+R0
R=
2
1,
解得:R0=R=484Ω;
(2)当开关S闭合时,只有电热毯R接入电路,电路的总功率等于发热功率100W,利用率100%;
当开关S断开时,电热毯R和电阻R0串联接入电路,它们的电阻相同,R0消耗的电功率和电热毯消耗的电功率一样大,R0消耗的电功率即发热功率为25W,电路总功率为50W,有效使用率为50%,故此电路设计不合理.
答:(1)串联电阻R0的阻值应为484Ω;
(2)当开关S闭合时,只有电热毯R接入电路,电路的总功率等于发热功率100W,利用率100%;
当开关S断开时,电热毯R和电阻R0串联接入电路,它们的电阻相同,R0消耗的电功率和电热毯消耗的电功率一样大,R0消耗的电功率即发热功率为25W,电路总功率为50W,有效使用率为50%,故此电路设计不合理.
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