小明同学家的电炉铭牌模糊不清,为了测出电炉的额定功率,他让家里所有的用电器都停止工作,只接入电炉让其正常工作.然后观察家里正在运行的电能表,电能表上标有“3000r/kW•h”,

问题描述:

小明同学家的电炉铭牌模糊不清,为了测出电炉的额定功率,他让家里所有的用电器都停止工作,只接入电炉让其正常工作.然后观察家里正在运行的电能表,电能表上标有“3000r/kW•h”,利用手表计时,发现1min电能表转盘转了50r,那么:
(1)电炉的额定功率是多少?
(2)小明同学觉得该电炉使用不方便,想对电炉进行改装:使电炉的功率可以为额定功率,也可以为额定功率的

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,请你利用一个开关和一个定值电阻R帮他设计一个电路,画出电路图并计算出定值电阻R的大小.(画图时电炉丝R0用定值电阻的符号表示)

(1)电路中消耗电能W=

50r
3000r/kw•h
=6×104J
则用电器的电功率P=
W
t
=
104J
60s
=1000W.
(2)电炉的功率可以为额定功率,就可以让电炉单独使用,用开关短路串联的电阻;
如果为额定功率的1/4,就应该串联一个电阻,根据公式P=
U2
R
,电压为原来的一半,就应该串联一个阻值相等的电阻.如下图所示

R=R0=
U2
P
=
(220V)2
1000W
=48.4Ω.
答:(1)电炉的额定功率是1000W;(2)定值电阻R为48.4Ω.