額定電壓 | 220V |
頻率 | 50Hz |
額定加熱功率 | 440W |
分析 (1)已知飲水機(jī)加熱功率和額定電壓,利用公式I=PU得到加熱狀態(tài)下通過(guò)的電流;
(2)飲水機(jī)產(chǎn)生熱量是一定的,電壓不同,相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量不同,利用Q=U2R•t得到實(shí)際電壓與額定電壓之比;
(3)在電源電壓一定時(shí),要增大發(fā)熱功率,由P=U2R知,需要減小電阻,所以可以并聯(lián)一段電阻R3;根據(jù)(2)得到實(shí)際電壓下的實(shí)際功率,然后得到R3消耗的功率,根據(jù)R=U2P得到R3.
解答 解:(1)由P=UI,
可得飲水機(jī)加熱狀態(tài)下的電流為I=P加熱U額=440W220V=2A,
(2)由題意可知
P實(shí)=45P額,由P=U2R知,
則U2實(shí)R=45×U2額R,
整理得,U2實(shí)U2額=45,
解得U實(shí)U額=2√5=2√55
(3)為保證在實(shí)際電壓低于額定電壓的情況下,實(shí)際功率等于額定功率,需要將R3并聯(lián)在原電路中;
因?yàn)?\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}=\frac{{U}_{實(shí)}^{2}}{{P}_{實(shí)}}$,
所以實(shí)際功率為P實(shí)=45P額=45×440W=352W,
電阻R3消耗的功率為P3=P額-P實(shí)=440W-352W=88W,
因?yàn)镻=U2R,
所以R3的阻值為R3=U2實(shí)P3=(2√55U額P3)2=(2√55×220V88W)2=440Ω.
答:(1)飲水機(jī)正常工作時(shí),在加熱狀態(tài)下的總電流為2A.
(2)這種情況下的實(shí)際電壓與額定電壓之比是2√5:5.
(3)R3應(yīng)并聯(lián)在電路中,阻值為440Ω.
點(diǎn)評(píng) 此題考查的是與電功率有關(guān)的公式的綜合應(yīng)用,熟悉電路連接關(guān)系和特點(diǎn),熟練選擇有關(guān)公式變形,是正確解答的關(guān)鍵.
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