问题 填空题

如图所示的电路中,直流发电机E=250V,r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:

(1)当接通______只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?

(2)当接通______只电热器时,发电机输出功率最大?

(3)当接通______只电热器时,电热器组加热物体最快?

(4)当接通______只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?

(5)当接通______只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?

答案

由P=UI算得,电热器的额定电流I0=

P
U
=
1000
200
A=5A,每只电热器电阻R=
U
I
=40Ω.

(1)要使电热器正常工作,则电热器两端的实际电压必为200V,故干路电流必须为 I=10A

根据闭合电路欧姆定律得 I=

E
R1+R2+r+
R
n1

代入解得,电热器的只数n1═2只

(2)要使电源输出功率最大,须使外电阻等于内阻,由此可得电热器的总电阻

R′=r-(R1+R2)=1Ω

所以有n2=40只.

(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使其电功率最大,可将R1、R2视为电源内阻,则要使电热器组总功率最大时,其总电阻R″=R1+R2+r=5Ω,所以有n3=8只.

(4)要使R1、R2消耗的功率最大,须使干路中电流最大,即电路中总电阻最小,也即并联的电阻越多并联电路的总电阻越小.所以有n4=50只.

(5)要使每只电热器中电流最大,则需使UAB最大.这样A、B间电阻应最大,所以有n5=1只.

故答案为:

(1)、2;(2)40;(3)8;(4)、50;(5)、1.

选择题
单项选择题 B型题