Question

1．我市某養(yǎng)雞場，在冬季為了提高產蛋量，采取了光照和保溫兩項措施．夜晚對雞舍進行加熱，同時用大功率燈泡進行光照，白天只需要適當保溫，不需燈光照射．整個電路原理如圖所示．其中R₁、R₂是電熱器中的電熱絲，電阻分別為R₁=4Ω，R₂=16Ω，L是“220V  880W”的大功率燈泡．通過定時開關S₁、S₂的同時通斷來實現白天和夜晚的用電要求．則：
（1）當開關S、S₁、S₂都閉合時，屬于夜晚（選填“白天”或“夜晚”）用電狀態(tài)，當S閉合，S₁、S₂斷開時，屬于白天（選填“白天”或“夜晚”）用電狀態(tài)．
（2）當開關S、S₁、S₂都閉合時，求電流表的示數；
（3）當S閉合，S₁、S₂斷開時，求電熱絲R₁消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）分析電路圖，當開關全閉合（R₁和L并聯）和S閉合，S₁、S₂斷開（R₁、R₂串聯）時的電路組成，判斷是白天還是夜晚用電．
（2）當開關全閉合，R₁和L并聯，畫出等效電路圖，知道燈正常發(fā)光可求通過燈的電流，求出燈泡正常發(fā)光時的電流，應用并聯電路特點與歐姆定律求出電流表示數．
（3）當S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁、R₂串聯，應用串聯電路特點、歐姆定律與電功率公式求出電熱絲R₁消耗的電功率．

解答 解：（1）當開關全閉合，R₁和L并聯，如圖1所示，屬于夜晚用電狀態(tài)；
當S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁、R₂串聯，如圖2所示，屬于白天用電狀態(tài)；
（2）當S、S₁、S₂都閉合時，燈L、R₁并聯，燈正常發(fā)光
由電功率的計算公式P=UI可得：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{880W}{220V}$=4A，
由歐姆定律可得：I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{220V}{4Ω}$=55A，
干路電流：I=I₁+I_L=4A+55A=59A；
（3）當S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁、R₂串聯，
R=R₁+R₂=4Ω+16Ω=20Ω，
由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可得：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{20Ω}$=11A，
由電功率的計算公式P=UI可得：
P=UI=I²R=（11A）²×4Ω=484W；
答：（1）夜晚；白天；
（2）當開關S、S₁、S₂都閉合時，電流表的示數為59A；
（3）當S閉合，S₁、S₂斷開時，電熱絲R₁消耗的電功率為484W．

點評 本題考查了學生對歐姆定律、串并聯連接方式的判斷、電功率的計算、電功的計算，涉及到畫等效電路圖進行電路簡化和計算，屬于難題．