如图所示电路中,电源电压U=250V,电路中接有电阻R=5Ω,电路中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其它电阻不计,并且忽略电热器电阻随温度的变化,问当接几只电热器时,(1)实际使用的电热器均能正常工作?(2)电热器组加热物体最快?

问题描述:

如图所示电路中,电源电压U=250V,电路中接有电阻R=5Ω,电路中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其它电阻不计,并且忽略电热器电阻随温度的变化,问当接几只电热器时,

(1)实际使用的电热器均能正常工作?
(2)电热器组加热物体最快?

(1)每个电热丝的阻值:R热=U2额P额=20021000=40Ω,R两端的电压:UR=U-U额=250V-200V=50V;由欧姆定律得:I=URR=50V5Ω=10A,故并联部分总的阻值为:R热总=U额I=200V10A=20Ω;因多个等值电阻并联时,R总=Rn...
答案解析:(1)由功率公式可求得每只电热器的电阻,要使所接用电器都能正常工作,则并联部分电压应为200V,则由串联电路的规律可知,R两端的电压应为50V,则由欧姆定律可求得干路电流;则由欧姆定律可求得并联部分的总电阻,则由并联电路的电阻规律可求得所接个数;
(2)要使电热器加热物体最快,应使并联部分的总功率最大,故可列出电功率由电路中电流大小的关系式,由函数关系可得出当功率最大时,电路中的电流为多少,再由欧姆定律求得总电阻即可求得并入的电热器个数.
考试点:电功率的计算;欧姆定律的应用;电阻的并联.
知识点:本题利用并联电路的特征考查了欧姆定律及电功率公式,本题不但要熟练掌握物理知识,还要求能正确应用数学规律解决物理问题,对学生要求较高.