Question

【題目】冬季，養(yǎng)雞場為了提高產(chǎn)蛋量，夜間需要在雞舍里用電熱器加熱并用燈泡照明，白天需要在雞舍里用電熱器加熱，不需要用燈泡照明．小陽根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)了一種加熱照明裝置，這個裝置的電路圖如圖所示，電阻R1和R2是兩個用來加熱且阻值不變的電阻絲，燈L是標(biāo)有“220V 160W”的照明燈泡，開關(guān)S1、S2的通斷只有兩種狀態(tài)，一種是同時斷開，另一種是同時閉合．該裝置從早晨7：00至17：00處于白天工作狀態(tài)，連續(xù)正常工作10h，這段時間內(nèi)電流表的示數(shù)為4．4A，電阻R1的電功率為P1，電阻R2的電功率為P2，電路的總電功率為P；該裝置從17：00至第二天早晨7：00處于夜間工作狀態(tài)，連續(xù)正常工作14h．已知：電源兩端的電壓U恒為220V，P1：P2=1：4。求：

（1）總電功率P；

（2）電阻R2的阻值；

（3）從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，該加熱照明裝置共消耗電能多少千瓦時？

Answer 1

【答案】（1）968W；（2）40Ω；（3）79．68

【解析】試題分析：（1）根據(jù)題意可知，白天工作狀態(tài)下不需要照明，開關(guān)同時斷開，根據(jù)圖可知此時R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中電流，由P=UI可得此時電路的總功率：P=UI=220V×4．4A=968W；（2）由I=U/R可得兩電阻串聯(lián)的總電阻：R=R1+R2=U/I=220V/4．4A=50Ω，由P=I2R有：P1：P2=I2R1：I2R2=R1：R2=1：4，聯(lián)立兩式解得：R1=10Ω，R2=40Ω；（3）從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，照明燈只在17：00至第二天早晨7：00處于夜間工作狀態(tài)時發(fā)光，由題知，此時兩開關(guān)同時閉合，由圖知此時L與R1并聯(lián)，所以照明燈工作時間t=14h，U=U1=UL=220V，所以燈泡正常發(fā)光，由W=Pt可得燈泡消耗電能：WL=P額t=0．16kW×14h=2．24kWh，R1消耗功率：P1=U2/R1=（220V）2/10Ω=4840W=4．84kW，此段時間R1消耗電能：W1=P1t=4．84kW×14h=67．76kWh，該裝置白天工作狀態(tài)時間t′=10h，消耗電能：W=Pt=0．968kW×10h=9．68kWh，所以從早晨7：00到第二天早晨7：00的24h內(nèi)，該加熱照明裝置共消耗電能：W總=WL+W1+W=2．24kWh+67．76kWh+9．68kWh=79．68kWh。