0伏
7
五、小明家有一个标有“220V,800W”的电炉,在额定电压下用10分钟能烧开一壶水。一天他用这个电炉在相同环境下烧开同样一壶水却用了12分钟,请你帮助小明算一算他家当时的电源电压约为多大。你在计算过程中使用了哪些近似条件?答案:两种情况下水所获得的热量相等:
QQ
QUtR
13
又解出:
Q
UtR
tt
2
UU
代入数据,得U伏近似条件:电炉的电阻不随温度改变;热量散失忽略不计五、有一个瀑布,每分钟有60米3的水从50米高处落下,想利用它建设小水电站。若水的机械能有70转化为电能,送电电压为10000伏特,导线上的电流是多少?答案:1分钟内势能转化成其他形式能的数值:EpρVgh2分PpρVgh/tPe07ρVgh/t2分1分
势能转化的功率发电功率:
代入数值,得:
I35安
1分
f七、有两种灯泡,分别标有和,把它们接入家庭照明电路中。能不能各取一只串联使用?请说明原因。若把两种灯泡在同一电路中混合使用,并使它们都能正常发光,最少应各使用多少只,如何连接?这时总电功率是多少?答案:不能各取一只串联使用。60瓦灯的电阻
R1
U12110伏2P160瓦
2U2110伏2P225瓦
2017欧
25瓦灯的电阻
R2
484欧
串联后,25瓦灯的电压为U2,根据串联分压,
U2R2UR1R2
U2
R2UR1R2
代入数据,解得:U2155伏,超过了灯的额定电压。设使用60瓦的灯m只,使用25瓦的灯
只,分别并联后再串联使用,各分压110伏时,才能正常发光,此时有:R
1
m
R2
4841224m20175
。
故使用5只60瓦的灯并联后,再与12只并联的25瓦的灯串联即可。此时总功率为WW1W2560瓦1225瓦600瓦。七、淋浴用水的流量约为10升分,合适的水温约为50℃,用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热,另一种则备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。①请根据上面提供的数据论证,第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10安,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间?答案:流量:f10升/分167×104米3/秒温差△T30℃用水时间t4分240秒水的比热容c42×103焦/水的密度ρ10×103千克/米3①一定时间△t内电流的焦耳热:
fQ1IU△t
1
这段时间内水温上升△T所需的热量:Q2f△tc△T2
假设焦耳热全部用来使水升温,则有Q1Q2解出3r