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)太阳能热水器水箱中的水在冬天往往温度不够高,同学们在水箱中加装了一个“220V,2000W”的电热管,并利用一个“6V

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 19:57:47
)太阳能热水器水箱中的水在冬天往往温度不够高,同学们在水箱中加装了一个“220V,2000W”的电热管,并利用一个“6V,1W”的小灯泡和一段10Ω/m的电阻丝,为电热管安装了一个指示灯.
(1)画出电热管及指示灯的原理图;
(2)在同学们的方案中,小灯泡两端的电压是按5V设计的.对于指示灯来说,这样设计有什么好处?
(3)按上述设计,电阻丝需截用多长的一段?
(4)安装指示灯后,电热管的实际功率是额定功率的百分之几?计算中可以认为电热管、小灯泡及电阻丝的电阻不随温度的发生明显变化.
电路设计图可以口述,计算题请写出过程
(1)指示灯两端的电压按5V设计,则实际工作时通过小灯泡的电流略小于小灯泡的额定电流,这样可以延长指示灯的使用寿命.
(2)电热管及指示灯的电原理图如图所示.
(3)由公式P=U2R得电热管的电阻为:R1=U12P=220V22000W=24.4Ω
电热管两端的实际电压为:U1′=220V-5V=215V
通过电热管的实际电流为:I1′=U1′R1=215V24.2Ω=8.884Ω
小灯泡的电阻:R2=U22P2=6V21W=36Ω
通过小灯泡的实际电流:I2′=U2′R2=5V36Ω=0.139A、
通过电阻丝的电流为:I3=I1′-I2′=8.884A-0.139A=8.745A
电阻丝的电阻值为:R3=U3I3=5V8.745A=0.572Ω
则所用电阻丝的长度应为:L=0.57210m=0.057m.
答:(1)小灯泡两端的电压按5V设计的好处是可以延长指示灯的使用寿命;
(2)设计的电路图如图所示;
(3)电阻丝需截用的长度为0.057m.