Question

一道初中物理题，请帮看看……

某同学家的电炉名牌模糊不清了，为了测出电炉的额定功率，他让家中所有的用电器都停止工作，只接入电炉让其正常工作，然后观察家里正在运行电能表，电能表上标有“3000revs/kw·h”，利用手表计时，发现1min转盘转了50转，那么：
（1）电炉的额定功率是多少？（1000W，便于下题计算）
（2）小明同学觉得电炉使用不方便，想对电炉进行改装：使电炉的功率可以为额定功率，也可以为额定功率的1/4，请你利用一个开关和一个定值电阻帮他设计一个电路，画出电路图，并计算出定值电阻的大小。

Answer 1

解：
（1）t=1min=60s
3000:1=50：W
W=1×50/3000=1/60KW.h=60000(J)
P=W/t=60000/60=1000（W）
（2）方法是：定值电阻与电炉串联，将开关与定值电阻并联。合上开关时，电炉的发挥的功率为额定功率，即为1000W；打开开关，电炉的功率为额定功率的1/4。计算如下：
电炉的电阻：R=U²/P=220²/1000=48.4(Ω)
当电炉子的发挥额定功率的1/4时，P'=U'²/R=(1/4)P=(1/4)×1000=250W
U'²=P'R=250×48.4=12100，U‘=110（V）
所以，串联定值电阻R’‘分压U’‘=U-U’=220-110=110（V）
根据串联电路分压规律可得：R/R''=U'/U''=110/110=1，R''=R=48.4(Ω)
答：略。
说明：电路图在（2）中的开始部分已经说明清楚。请自行完成。

希望帮助到你，若有疑问，可以追问~~~
祝你学习进步，更上一层楼！(*^__^*)

追问

我的做法：（220V）²/250W-（220V）²/1000W=154.2，为什么不对啊？

追答

（1）首先，提示你：初中物理解答，要分步解答，这样即使一步出错，只要别的步骤准确还可以得分，有利于中考分数；
（2）“（220V）²/250W-（220V）²/1000W=154.2”这样计算没有依据。
a.（220V）²/1000W计算的是电炉子的电阻值；
b.（220V）²/250W计算的是什么？不能解释清楚。
因为，之所以电炉子发挥额定功率的1/4，是因为其两端的电压低于额定电压（即为额定电压的1/2）。由此看来“.（220V）²/250W”中的220V没有道理。

追问

（220V）²/250W，那好像是串联上那个电阻中电路的总阻值，好像都错题了，这让这个电路的功率都是电炉丝的1/4了，然后减去48.4就等于154.2了，看错题了……谢谢啊！

追答

不客气了。

Answer 2

解：(1)电炉的额定功率是多少？ 　　　　
P＝3000/(50*60)＝1kW＝1000W　　
(2)又据P＝U^2／R，则需把电炉丝上的电压减半即可。　　　　
根据（1）可算出电炉丝的电阻值为（220*220）/1000＝48.4Ω，所以该电路应该是：用一48.4Ω大功率的电阻与电炉丝串联在一起，并且在电阻两端再并联一个开关，然后再接入电路。当开关闭合时电炉丝为满功率1000W，当开关打开时，电阻串入电路之中，分一半电压，电炉丝上亦只有一半电压，据公式得电炉丝上的功率为原来的四分之一。

追问

串联电路中电功率与电阻之间有关系：P1/P2=R1/R2=U1/U2，如果电压都减半了，功率也只减半啊，我知道R=U²/P，电压减半，功率变为原来的1/4，请帮忙解释一下。

追答

串联电路的电功率特点是由于电流一样.P=IxIxR. 所以,电阻大的消耗功率也大,即与电阻成正比关系.并联特点 是电压一样.P=UxU/R. 电阻小的消耗功率大.即与电阻成反比关系.

追问

还是不太懂，为什么145.2Ω不对呢？

追答

电炉丝的电阻值为（220*220）/1000＝48.4Ω，我不知道你怎么算得145.2Ω？

追问

48.4*3=154.2

追答

如果你串入一个145.2Ω的电阻，消耗功率很大了，不对的。

Answer 3

定植电阻145.2欧姆

追问

请帮我解释一下，现在我和我们班同学因为这道题干起来了，我的得数跟你一样，可他的结果是48.4Ω，帮我列一下过程呗……

追答

wode 是错误的,不好意思

追问

那你给我讲一下呗……

追答

上面的同学队的事48.4