在图中所示电路中,直流发电机E=250V,内阻r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器规格为“200V,1000W”,其他电阻不计,不考虑电热器电阻随温度的变化.问(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?
问题描述:
在图中所示电路中,直流发电机E=250V,内阻r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器规格为“200V,1000W”,其他电阻不计,不考虑电热器电阻随温度的变化.问
(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?
(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?
(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?
(4)当接通几只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?
答
知识点:本题关键要明确当外电路电阻值与电源内阻相同时,电源的输出功率最大,运用欧姆定律和数学知识解题.
由P=UI算得,电热器的额定电流I0=PU=1000200A=5A,每只电热器电阻R=UI=40Ω.(1)要使电热器正常工作,则电热器两端的实际电压必为200V,故干路电流必须为 I=10A根据闭合电路欧姆定律得 I=ER1+R2+r+Rn1代入解得,电...
答案解析:(1)先根据功率公式P=UI求出每只电热器的电阻和额定电流,再根据闭合电路欧姆定律求解干路电流,然后再得到每个电阻丝的额定电流,最后得到实际工作的电阻丝条数;
(2)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内阻.
(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使其电功率最大,可将R1、R2视为电源内阻,进行分析.
(4)要使R1、R2消耗的功率最大,须使干路中电流最大,即电路中总电阻最小,也即并联的电阻越多并联电路的总电阻越小.
考试点:电功、电功率;闭合电路的欧姆定律.
知识点:本题关键要明确当外电路电阻值与电源内阻相同时,电源的输出功率最大,运用欧姆定律和数学知识解题.