Question

5．在我市農(nóng)網(wǎng)改造中，小柳家從村口通過進(jìn)戶線接入220V的家庭電路．電工師傅想測試小柳的電學(xué)知識，他讓小柳用電壓表、兩個標(biāo)有“220V 550W”、“220V 1100W”的電爐R₁、R₂以及開關(guān)，連接成如圖所示的電路，只閉合S₀時，電壓表示數(shù)為220V；只閉合S₀、S₁時，電壓表示數(shù)為214.4V；當(dāng)閉合S₀、S₂時，斷開S₁時，電壓表的示數(shù)為210.4V．
①上述現(xiàn)象可概括為家庭電路中，并聯(lián)的用電器越多，用電器兩端的電壓越低．
②造成用電器兩端的電壓降低的原因是輸電導(dǎo)線上有電壓損失．
③當(dāng)閉合S₀、S₂時，斷開S₁，整個家庭電路消耗的電功率為1052W．

Answer 1

分析 ①根據(jù)題中條件分析；
②家庭電路中，用電器越多，總功率越大，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$確定干路上的電流變化，根據(jù)歐姆定律電壓U=IR（R為輸電導(dǎo)線的電阻）判斷導(dǎo)線上的電壓的變化，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，判斷用電器兩端電壓的變化；
③由R₂上標(biāo)有“220V 1100W”的含義，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，求其電阻：
由歐姆定律求出通過R₂的電流，根據(jù)P_總=UI_實(shí)求出整個家庭電路消耗的電功率．

解答 解：
①只閉合S₀時，電壓表示數(shù)為220V，說明家庭電路中輸入電壓為220V；
電爐R₁、R₂的規(guī)格分別為“220V 550W”、“220V 1100W”，而額定功率為1100W的電爐相當(dāng)于2個額定功率為550W的電爐并聯(lián)，即R₂相當(dāng)于2個R₁并聯(lián)；
只閉合S₀、S₁時，R₁接入電路，電壓表示數(shù)為214.4V；
只閉合S₀、S₂時，斷開S₁時，R₂接入電路，電壓表的示數(shù)為210.4V．
故上述現(xiàn)象可概括為：家庭電路中，并聯(lián)的用電器越多，用電器兩端的電壓越低．
②家庭電路中，用電器越多，總功率越大，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$可知，干路上的電流越大；由于輸電線有電阻，
根據(jù)U_線=IR_線可知，導(dǎo)線上的電壓越大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，用電器的電壓越低；
③R₂上標(biāo)有“220V 1100W”，表示其額定電壓為220V，額定功率為1100W，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R₂的電阻：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
只閉合S₀、S₂時，斷開S₁時，R₂接入電路中，電壓表的示數(shù)為210.4V（即R₂的電壓），
由歐姆定律可得，通過R₂的電流（即電路中的電流）：
I_實(shí)=$\frac{{U}_{實(shí)}}{R}=\frac{210.4V}{44Ω}$，
則整個家庭電路消耗的電功率：
P_總=UI_實(shí)=220V×$\frac{210.4V}{44Ω}$=1052W．
故答案為：①家庭電路中，并聯(lián)的用電器越多；②輸電導(dǎo)線上有電壓損失；③1052．

點(diǎn)評 本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律、歐姆定律及電功率公式的運(yùn)用，關(guān)鍵是明確輸電線有電阻，可將其視為一個電阻．