在图中所示电路中,直流发电机E=250V,内阻r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热

问题描述:

在图中所示电路中,直流发电机E=250V,内阻r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器规格为“200V,1000W”,其他电阻不计,不考虑电热器电阻随温度的变化.问

(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?
(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?
(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?
(4)当接通几只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?
1个回答 分类:物理 2014-12-06

问题解答:

我来补答
由P=UI算得,电热器的额定电流I0=
P
U=
1000
200A=5A,每只电热器电阻R=
U
I=40Ω.
(1)要使电热器正常工作,则电热器两端的实际电压必为200V,故干路电流必须为 I=10A
根据闭合电路欧姆定律得 I=
E
R1+R2+r+
R
n1
代入解得,电热器的只数n1=2只
(2)要使电源输出功率最大,须使外电阻等于内阻,由此可得电热器的总电阻
R′=r-(R1+R2)=1Ω
所以有n2=40只.
(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使其电功率最大,可将R1、R2视为电源内阻,则要使电热器组总功率最大时,其总电阻 R″=R1+R2+r=5Ω,所以有n3=8只.
(4)要使R1、R2消耗的功率最大,须使干路中电流最大,即电路中总电阻最小,也即并联的电阻越多并联电路的总电阻越小.所以有n4=50只.
故答案为:
(1)2只;(2)40只;(3)8只;(4)50只.
 
 
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