Question

下圖是用直流發(fā)電機(jī)為保溫室中電熱器供電的電路圖，直流發(fā)電機(jī)的電動勢為250V，內(nèi)阻為0.50Ω，輸電線電阻R₁=R₂=1.0Ω．保溫室中裝有若干只完全相同的電熱器用來調(diào)節(jié)室溫，每只電熱器的額定電壓為200V，額定功率為1000W，其他電阻不計，也不考慮電熱器電阻隨溫度的變化．求：
（1）為使電熱器能正常工作，應(yīng)接入多少個電熱器；
（2）在電熱器正常工作狀態(tài)下，直流發(fā)電機(jī)對保溫室供熱的效率；
（3）保溫室內(nèi)的電熱器可能消耗的最大電功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）要使所接用電器都能正常工作，則并聯(lián)部分電壓應(yīng)為200V，則由串聯(lián)電路的規(guī)律可知，R兩端的電壓應(yīng)為50V，則由歐姆定律可求得干路電流；由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可求得所接個數(shù)；
（2）設(shè)正常工作時干路電流為I，則直流電動機(jī)對保溫室供熱的效率；
（3）可列出電功率由電路中電流大小的關(guān)系式，由函數(shù)關(guān)系可求得當(dāng)功率最大．
解答：解：（1）設(shè)接通n個電熱器時，實際使用的電熱器都能正常工作，此時干路的電流為I，有A=20A
電熱器的額定電流   
n==4（個）
（2）設(shè)正常工作時干路電流為I，直流電動機(jī)對保溫室供熱的效率為η：=80%
（3）設(shè)電熱器消耗的總電功率最大時的電流為I₁：
P_熱總=I₁²R_熱總
I₁=
P_熱總=R_熱總
P_熱總=
當(dāng)R_熱總=r+R₁+R₂時，電熱器消耗的總電功率有最大值
P_m==6250W
答：（1）為使電熱器能正常工作，應(yīng)接入4個電熱器；
（2）在電熱器正常工作狀態(tài)下，直流發(fā)電機(jī)對保溫室供熱的效率為80%；
（3）保溫室內(nèi)的電熱器可能消耗的最大電功率為6250W．
點評：本題利用并聯(lián)電路的特征考查了歐姆定律及電功率公式，本題不但要熟練掌握物理知識，還要求能正確應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)律解決物理問題，對學(xué)生要求較高．