Question

初二物理，电功率难题

用电热紫砂罐炖汤，由于能控制汤的温度，不仅炖出的汤味香醇而且节约能源。这是因为开关S2在汤的温度达到沸点时断开了，其中S1仍然闭合，维持小火炖煮。如图所示，如图，ND为指示灯、R1为限流电阻，R2．R3均为加热电阻，其中R2的阻值为48．4Ω。
（1）如果没有电阻R1，会有什麽故障？
（2）若工作时的电热紫砂罐在汤沸腾前的电功率为1kw，求加热电阻R3和沸腾发热体的电功率。
（3）在设计时，若指示灯ND可在“6V 0．2A”普通灯泡和“6V 10mA”的发光二极管中任意选一种，你认为选哪种合适，并说明理由
。

Answer 1

灯泡因所载电流过大而烧毁。
沸腾前：P=U^2/R3=1000W，解得R3=48.4Ω；
沸腾后：P=U^2/(R2+R3)=500W。
发光二极管。
若指示灯ND选“6V 0.2A”普通灯泡，则指示灯中的电流I1=0.2A，该支路(包括R1)消耗功率为P1=UI1=220V×0.2A=44W；
若指示灯ND选“6V 10mA”普通灯泡，则指示灯中的电流I2=10mA=0.01A，该支路(包括R1)消耗功率为P2=UI2=220V×0.01A=2.2W；
所以选发光二极管功耗较小，更为节能。

Answer 2

1 短路。。 指示灯电阻太小。 一下子就烧坏了 2沸腾前：P=U^2/R3=1000W，解得R3=48.4Ω；
沸腾后：P=U^2/(R2+R3)=500W。3 6V 10mA

Answer 3

（1）如果没有限流电阻，ND会烧坏。因为ND的额定电压只有几V，而家庭电路电压220V。必须串联一个限流电阻分电压。
（2）加热沸腾前，S1和S2都闭合，S2那段导线把R2短路。即只有R3接入电路，限流电阻那段电路功率对比R3的功率可以忽略不计。则1000W算作R3的功率。
根据I=P/U求得R3电流，再用R=U/I求R3电阻，U都是220V。
（3）选6V 10mA，因为更节能。

Answer 4

（1）在没有R1时，ND灯泡因所载电流过大而烧毁。
（2）沸腾前：R3工作，功率为1KW,所以P=U^2/R3=1000W，解得R3=48.4Ω；
沸腾后：S2断开，R2和R3一起工作，则P=U^2/(R2+R3)=500W。
（3）发光二极管。
若指示灯ND选“6V 0.2A”普通灯泡，则指示灯中的电流I1=0.2A，该支路(包括R1)消耗功率为P1=UI1=220V×0.2A=44W；
若指示灯ND选“6V 10mA”普通灯泡，则指示灯中的电流I2=10mA=0.01A，该支路(包括R1)消耗功率为P2=UI2=220V×0.01A=2.2W；
可见，选发光二极管功耗较小，更为节能。

Answer 5

（1）如果没有电阻R1，会有什麽故障？
ND灯烧坏或短路；
（2）若工作时的电热紫砂罐在汤沸腾前的电功率为1kw，求加热电阻R3和沸腾发热体的电功率。
R3=48.4Ω；P=500W.
3）在设计时，若指示灯ND可在“6V 0．2A”普通灯泡和“6V 10mA”的发光二极管中任意选一种，你认为选哪种合适，并说明理由.
选用6V 10mA”的发光二极管，节能。