Question

【題目】冬季，小鵬爸爸的養雞場為了提高產蛋量，夜間需要在雞舍里用電熱器加熱并用燈泡照明；白天只需要在雞舍里用電熱器加熱，不需要用燈泡照明．小鵬根據上述要求設計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是標有“220V 200W”的照明燈泡，開關S1、S2的通斷只有兩種狀態，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，連續正常工作10h，這段時間內電流表的示數為5.5A．該裝置從17：00 至第二天早晨 7：00 處于夜間工作狀態，連續正常工作14h．已知：電源兩端的電壓 U 恒為220V， = ．
（1）分別畫出白天和夜間工作的等效電路圖；
（2）求電阻R1、R2的阻值；
（3）從17：00 到第二天早晨 7：00 的 14h 內，該加熱照明裝置消耗電能多少千瓦時．

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖所示：

（2）解：電路白天工作時，兩電熱絲串聯，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，由I= 可得：

R1+R2= = =40Ω，

又因為 = ，

所以：R1+3R1=40Ω

R1=10Ω，R2=30Ω；

（3）解：電路處于夜間工作狀態時，燈泡L與R1并聯，

14h內，燈泡耗電：WL=PLt=0.2kW×14h=2.8kWh，

電阻R1功率P1= = =4840W=4.84kW，

14h內，電阻R1消耗電能W1=P1t=4.84kW×14h=67.76kWh，

所以14h 內，該加熱照明裝置消耗電能：

W=WL+W1=2.8kWh+67.76kWh=70.56kWh．

【解析】解：（1）由題意可知，兩開關斷開時，電路為白天工作狀態； 兩開關閉合時，電路為夜間工作狀態；
則白天工作的等效電路和黑夜工作的等效電路，如下圖所示：

【考點精析】通過靈活運用電功的計算和電功率的計算公式，掌握電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R即可以解答此題．