Question

两道关于电热的物理计算题..高手快来啊!高分!!!在线等!!!

1.从商店买来一个电热毯,使用中有时感到温度太高,,现想应一个开关和一个电阻把它改为两挡,使电热毯单位时间的发热量,或为原来的数值,或为原来的一半.厂家说明书只写着额定电压为220V,没有其他电器指标.请你设计一个方案,完成这项改装.要求:
(1)画出电路图 (不能画的话就简单描述就可以了)
(2)导出所用电阻大小的计算式 (这个最重要)
(3)指明安装时必须注意的问题.

2.某电热饮水器上有甲.乙两根电热丝,将甲单独接在电源上,10min可将饮水器中的水加热至沸腾;将乙单独接在同一电源上,使初温和质量相同的水加热至沸腾,需要时间15min/设不考虑电阻丝阻值随温度的变化及热量损失,电源电压不变,问将两根电热丝串联使用,使初温的质量相同的水加热至沸腾,需多长时间?若将这两根电热丝并联适应,又需多长时间?

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Answer 1

1.
(1)画出电路图 (不能画的话就简单描述就可以了)
一个电阻r与开关并联，再串联到电热毯的火线中
(2)导出所用电阻大小的计算式 (这个最重要)
因为P'=P/2且P=I^2R，所以
I'=I/根号2
所以
R总=根号2倍R
于是
r=R总-R=0.414R
(3)指明安装时必须注意的问题.
绝缘，安全

2.
由t=W/P,P=U^2/R得
t=WR/U^2
可见t与R成正比,所以
R甲:R乙=2:3
于是
R甲:R乙:R串:R并=2:3:5:1.2
所以
t甲:t乙:t串:t并=10min:15min:25min:6min

Answer 2

1.将电阻与电热毯串联在电路中，开关与电阻并联。开关断开时，电热毯发热量减半，开关接通时，发热量与原来相同。设电热毯电阻为R,串联的电阻值为r,
原来的发热量Q=U^2/R
开关断开时，电流I=U/(R+r)，
电热毯发热量Q'＝I^2*R＝[U/(R+r)]^2*R
所以 U^2/R＝2[U/(R+r)]^2*R
解得r=(√2－1）R 其中√是根号
（3）安装在原来的开关与电热毯之间，注意绝缘。

2.设两电阻分别为R、r,那么（U^2/R）t1=（U^2/r）t2
解得R/r=t1/t2＝10/15＝2/3 (或R=2r/3)
串联时，R总＝R+r＝2r/3+r＝5r/3
那么Q=（U^2/r）t2＝[U^2/（5r/3）]t3
所以t3=5t2/3=5*15/3=25min

并联时，R总＝R*r/(R+r)=2r/5
那么 Q=（U^2/r）t2＝[U^2/（2r/5）]t4
所以t4=2t2/5=2*15/5=6min

Answer 3

1、应在开关后串入电阻，设电热毯电阻R，则要功率减半，电阻上电流为原来的0.707倍，用则总电阻为220/（0.707*220/R）=1.414R欧，所以应串电阻为0.414R欧。
因所串电阻发热量大，所以电阻不能放在电热毯内，以防着火，也不能放在其它易燃物内如塑料，并注意绝缘，不得裸露。
2、由于作功相同P1*t1=P2*t2
P1/P2=t2/t1=R2/R1
串联所花时间t3=10+15=25min
并联所花时间t4=10*15/(10+15)=6min

Answer 4

1.（1）我认为用电阻和开关并联，然后和该电热毯串联。这就可以达到目的了。