Question

1．我市某養(yǎng)雞場(chǎng)，在冬季為了提高產(chǎn)蛋量，采取了光照和保溫兩項(xiàng)措施．夜晚對(duì)雞舍進(jìn)行加熱，同時(shí)用大功率燈泡進(jìn)行光照，白天只需要適當(dāng)保溫，不需燈光照射．整個(gè)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(guò)定時(shí)開(kāi)關(guān)S₁、S₂的同時(shí)通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)白天和夜晚的用電要求．則：
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，屬于夜晚（選填“白天”或“夜晚”）用電狀態(tài)，當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，屬于白天（選填“白天”或“夜晚”）用電狀態(tài)．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，求電流表的示數(shù)；
（3）當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，求電熱絲R₁消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）分析電路圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)全閉合（R₁和L并聯(lián)）和S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)（R₁、R₂串聯(lián)）時(shí)的電路組成，判斷是白天還是夜晚用電．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)全閉合，R₁和L并聯(lián)，畫(huà)出等效電路圖，知道燈正常發(fā)光可求通過(guò)燈的電流，求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電流表示數(shù)．
（3）當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，R₁、R₂串聯(lián)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、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(dāng)開(kāi)關(guān)全閉合，R₁和L并聯(lián)，如圖1所示，屬于夜晚用電狀態(tài)；
當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，R₁、R₂串聯(lián)，如圖2所示，屬于白天用電狀態(tài)；
（2）當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，燈L、R₁并聯(lián)，燈正常發(fā)光
由電功率的計(jì)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(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，R₁、R₂串聯(lián)，
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(jì)算公式P=UI可得：
P=UI=I²R=（11A）²×4Ω=484W；
答：（1）夜晚；白天；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為59A；
（3）當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開(kāi)時(shí)，電熱絲R₁消耗的電功率為484W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律、串并聯(lián)連接方式的判斷、電功率的計(jì)算、電功的計(jì)算，涉及到畫(huà)等效電路圖進(jìn)行電路簡(jiǎn)化和計(jì)算，屬于難題．