小明想将家里一个“220V???1100W”的单档热水器改装成具有加热和保温功能的双档热水器,且加热功率不变.他首先设计了图所示的电路:其中R0为原加热丝,R1为添加

发布时间:2020-08-12 15:58:44

小明想将家里一个“220V???1100W”的单档热水器改装成具有加热和保温功能的双档热水器,且加热功率不变.他首先设计了图所示的电路:其中R0为原加热丝,R1为添加的保温电阻,阻值为66Ω,且接在热水器外不参与保温,S为转换开关.(不考虑温度影响)
求:
(1)加热丝R0的电阻和正常加热状态的电流?
(2)保温状态时,热水器的保温功率?(不含在外的保温电阻)
(3)后来在使用过程中,小明发现:改装过的热水器虽然能满足要求,但处于保温状态时,保温电阻产生的大量热能都浪费了.于是又进行了二次改进:在保温效果不变情况下用R2替换R1,并将R2放入热水器中,使R2也参与保温.试求R2的阻值是多少?

网友回答

已知:U额=220V? P0额=1100W? R1=66Ω?
求:(1)R0=?I正常=?(2)P保温=?(3)R2=?
解:
(1)∵P=
∴加热丝R0的阻值为R0===44Ω;
∵P=UI
∴加热丝正常工作的电流为I正常===5A;
(2)保温状态下,电路总电阻为R=R0+R1=44Ω+66Ω=110Ω
电路电流为I保温===2A
加热丝的保温功率为P保温=I保温2?R0=(2A)2?44Ω=176W;
(3)加热丝R0与R2串联,同时发热的功率为P保温=176W,
∴总电阻为R总===275Ω
电阻R2的阻值为R2=R总-R0=275Ω-44Ω=231Ω.
答:(1)加热丝R0的电阻为44Ω;正常加热状态的电流为2A;
(2)保温状态时,热水器的保温功率为176W;
(3)R2也参与保温时,阻值为231Ω.
解析分析:(1)已知电热丝的额定电压和额定功率,利用公式R=得到R0的阻值;已知额定电压和额定功率,利用公式I=得到正常工作的电流;
(2)由图知,保温状态下两只电阻串联,已知两只电阻的阻值,可以得到总电阻;已知电源电压和总电阻,可以得到保温状态的电路电流;已知加热丝电阻和通过的电流,利用公式P=I2R得到保温功率;
(3)保温功率不变,已知电源电压和保温功率,可以得到总电阻;已知总电阻和电热丝R0的阻值,可以得到串联的电阻R2的阻值.

点评:此题考查的是串联电路的特点、电功率的计算公式及其变形公式的应用,明确前后两种情况下保温功率的区别,是正确解答后两步的关键.
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