(2011?貴陽(yáng))如圖所示,是小彤家的部分電路,她關(guān)閉了家中其他用電器,將一個(gè)裝滿水的電熱水壺的三腳插頭插入插座,測(cè)得燒開一壺水的時(shí)間是5min,消耗的電能是3×105J.已知電熱水壺發(fā)熱電阻絲的阻值為40Ω.
(1)導(dǎo)線E通過(guò)插孔與電熱水壺的什么部分相連?其目的是什么?
(2)此時(shí)火線與零線間的實(shí)際電壓為多少?
(3)接著她閉合開關(guān)S,使一只標(biāo)有“220V 100W”的白熾燈泡L發(fā)光,此時(shí)燈泡的實(shí)際電功率為多少?(不考慮溫度對(duì)電阻的影響,計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
分析:(1)根據(jù)安全用電的原則可知電熱水壺的金屬外殼要與地線相連,以防止漏電造成觸電事故;
(2)知道電熱水壺的電阻值、加熱時(shí)間和在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量,利用Q=W=
U2
R
t求電熱壺兩端的電壓;
(3)根據(jù)燈的銘牌可以求燈絲電阻,又求出了實(shí)際電壓,利用電功率的公式求燈的實(shí)際電功率.
解答:解:(1)導(dǎo)線E與電熱水壺的金屬外殼相連接.         
目的是防止發(fā)生漏電時(shí),金屬外殼帶電,人接觸它有觸電危險(xiǎn).
(2)∵電熱水壺的電阻絲產(chǎn)生的熱量Q=W=
U2
R
t,
∴電熱壺兩端的電壓:
 U=
QR
t
=
105J×40Ω
300s
=200V,
∴火線與零線間的實(shí)際電壓為200V;
答:此時(shí)火線與零線間的實(shí)際電壓為200V.
(3)由燈的銘牌可求燈絲電阻:
 RL=
U
2
P
=
(220V)2
100W
=484Ω,
燈的實(shí)際功率:
 PL=
U2
RL
=
(200V)2
484Ω
≈82.6W.
答:此時(shí)燈泡的實(shí)際電功率約為82.6W.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電功的計(jì)算、電熱的計(jì)算、電功率的計(jì)算,涉及到燈銘牌的利用和安全用電常識(shí),知識(shí)點(diǎn)多,屬于難題.
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20
20
Ω,定值電阻R1=
10
10
Ω.

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