问题
填空题
某电热杯中有甲、乙两根电热丝,只将甲电热丝接到电源上时,烧开一杯水需要12min,只将乙电热丝接到电源上时,烧开同样的一杯水需18min,若将它们串联接到电源上时,烧开同样的一杯水需______min.若将甲、乙并联起来接到电源上时,烧开同样的一杯水需要______min.(设电源电压不变,不计热量损失)
答案
设甲电热丝的阻值为R1,乙电热丝的阻值为R2,
用甲电热丝烧水时消耗的电能为:W1=
t1,用乙电热丝烧水时消耗的电能为:W2=U2 R1
t2,U2 R2
要使烧开同一壶水,则做功一样,
即
t1=U2 R1
t2,U2 R2
∴R1:R2=t1:t2=12min:18min=2:3,
当甲、乙两根电热丝串联起来后,总电阻R串=R1+R2,
∴
t=U2 R串
t1,即U2 R1
t=U2 R1+R2
t1,U2 R1
化简得:
=R1 R1+R2
,即t1 t
=2 2+3
,12min t
从而可知,t=30min.
当甲、乙两根电热丝并联起来后,总电阻R并=
=1
+1 R1 1 R2
,R1R2 R1+R2
∴
t3=U2 R并
t1,即U2 R1
t3=U2 R1R2 R1+R2
t1,U2 R1
化简得:
=R1 R1R2 R1 +R2
,即t1 t3
=2 2×3 2+3
,12min t3
从而可知,t3=7.2min.
故答案为:30,7.2.