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冬季,养鸡场为了提高产蛋量,夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明;白天只需要在鸡舍里用电热器加热,不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置,这

冬季,养鸡场为了提高产蛋量,夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明;白天只需要在鸡舍里用电热器加热,不需要用灯泡照明

小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置,这个装置的电路图如图所示,电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝,灯L是标有“220V 160W”的照明灯泡,开关S1、S2的通断只有两种状态,一种是同时断开,另一种是同时闭合

该装置从早晨7:00至17:00处于白天工作状态,连续正常工作10h,这段时间内电流表的示数为5.5A,电阻R1的电功率为P1,电阻R2的电功率为P2,电路的总电功率为P;该装置从17:00至第二天早晨7:00处于夜间工作状态,连续正常工作14h

已知:电源两端的电压U恒为220V,

求:

(1)总电功率P;

(2)电阻R2的阻值;

(3)从早晨7:00到第二天早晨7:00的24h内,该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时

答案:

(1)1210W;(2)30Ω;(3)82.1kWh

试题分析:该题有两种情况,一是白天的工作状态,灯泡不亮;一是夜间的工作状态,灯泡发光

故我们根据开关的情况就可以判断出:白天工作时是两个开关都断开时的情况,则此时电阻R1与R2串联,电路如图a所示;夜晚是两个开关都闭合时的情况,灯泡与电阻R1并联,电路图b所示

        

(1)当在白天的工作状态时:由于电流的示数为5.5A,此电流为干路电流,电源电压为220V,故电路中的总电功率为P=UI=220V×5.5A=1210W;

(2)欲求电阻R2的阻值,它只在图a中出现,故对于图a而言,

由于电阻R1的电功率为P1,电阻R2的电功率为P2,且P1/P2=1/3,

说明这两个电阻的比值也是1:3,即R2=3R1,

由总电压和总电流可计算出这两个电阻的总电阻为R总==40Ω,

故电阻R1=10Ω,R2=30Ω

(3)欲求消耗的总电能,我们可以分段来计算,一是白天的工作状态,一是夜晚的工作状态

在白天时W1=Pt1=1210W×10h=12.1kWh;

在夜晚工作时,灯泡的电功率为160W,电阻R1的电功率为P1′==4840W,

故电路的总电功率为160W+4840W=5000W;

故此时消耗的电能为W2=5000W×14h=70kWh,

故该照明装置共消耗的电能为W总=12.1kWh+70kWh=82.1kWh
来源:电商信息网  
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