问题 问答题

为了研究过长导线损耗功率的情况,小钢同学选用了一个标有“220V 800W”的电热水壶烧开一壶水.他首先在自己的家中使用,测得烧开一壶水需要32min;当他再把该电热水壶接到离供电处较远的工地上使用时(电路两端的电压仍为220V,假设环境温度不变),他发现烧开同样一壶水却需要50min,请你帮助小钢同学计算出导线上损耗的功率有多大?(忽略电热水壶的电阻丝和导线的电阻随温度的变化)

答案

由P=

U2
R
可得,电热水壶的电阻:

R0=

U02
P0
=
(220V)2
800W
=60.5Ω,

在家烧开水用的时间:

t1=32min=1920s,

在家烧开一壶水时,实际功率等于额定功率,

需要消耗的电能:

W1=P0t1=800W×1920s=1.536×106J,

在工地烧开一壶同样的水需要消耗的电能:

W2=W1=1.536×106J,

在工地烧水时水壶的时间:

t2=50min=3000s,

在工地烧水时水壶的实际电功率:

P2=

W2
t2
=
1.536×106J
3000s
=512W,

在工地上时水壶上的实际电压:

U2=

P2R0
=
512W×60.5Ω
=176V,

水壶中的实际电流:

I2=

U2
R0
=
176V
60.5Ω
≈2.91A,

加在导线上的电压:

U′=U-U2=220V-176V=44V,

导线上损耗的功率:

P′=U′I2=44V×2.91A=128.04W.

答:导线上损耗的功率约为128.04W.

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