為了研究過長導(dǎo)線損耗功率的情況,小鋼同學(xué)選用了一個(gè)標(biāo)有“220V 800W”的電熱水壺?zé)_一壺水.他首先在自己的家中使用,測(cè)得燒開一壺水需要32min;當(dāng)他再把該電熱水壺接到離供電處較遠(yuǎn)的工地上使用時(shí)(電路兩端的電壓仍為220V,假設(shè)環(huán)境溫度不變),他發(fā)現(xiàn)燒開同樣一壺水卻需要50min,請(qǐng)你幫助小鋼同學(xué)計(jì)算出導(dǎo)線上損耗的功率有多大?(忽略電熱水壺的電阻絲和導(dǎo)線的電阻隨溫度的變化)
【答案】
分析:根據(jù)額定電壓與額定功率求出壺的電阻,根據(jù)功率公式求燒開一壺水需要的電能,根據(jù)求出的電能與電阻求在工地上時(shí)的實(shí)際功率,根據(jù)實(shí)際功率和電阻求壺的實(shí)際電壓,根據(jù)歐姆定律求壺中的電流,并求出加在導(dǎo)線上的電壓.最后求出導(dǎo)線損耗的功率.
解答:解:由P=
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可得,電熱水壺的電阻:
R
=
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=
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=60.5Ω,
在家燒開水用的時(shí)間:
t
1=32min=1920s,
在家燒開一壺水時(shí),實(shí)際功率等于額定功率,
需要消耗的電能:
W
1=P
t
1=800W×1920s=1.536×10
6J,
在工地?zé)_一壺同樣的水需要消耗的電能:
W
2=W
1=1.536×10
6J,
在工地?zé)畷r(shí)水壺的時(shí)間:
t
2=50min=3000s,
在工地?zé)畷r(shí)水壺的實(shí)際電功率:
P
2=
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=
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=512W,
在工地上時(shí)水壺上的實(shí)際電壓:
U
2=
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=
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=176V,
水壺中的實(shí)際電流:
I
2=
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=
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≈2.91A,
加在導(dǎo)線上的電壓:
U′=U-U
2=220V-176V=44V,
導(dǎo)線上損耗的功率:
P′=U′I
2=44V×2.91A=128.04W.
答:導(dǎo)線上損耗的功率約為128.04W.
點(diǎn)評(píng):本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的靈活應(yīng)用,要注意兩次燒開水時(shí)水吸收的熱量相等.