题目内容
【题目】家庭电路示意图及原理图如图所示，用电压表测得进入某用户的电压为U2=220V，如果该用户在某日18：00～19：00这个时间段有三个用电器同时工作，其中白炽灯标有“220V 100W”、电烙铁标有“220V 800W”，家中的电能表记录了这1h的用电情况（见图）．请解答以下问题：
（1）该用户在这1h内消耗的电能有多少？
（2）空调器消耗的电功率有多大？
（3）通过用户保险丝的电流有多大？
（4）如果输电线路的总电阻（配电室到进户处）约为1.5Ω，假设配电室仅向该用户供电，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U1约为多少伏？
【答案】（1）该用户在这1h内消耗的电能4.5kWh；
（2）空调器消耗的电功率3.6kW；
（3）通过用户保险丝的电流20.5A；
（4）要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U1约为250.75V．
【解析】试题分析：（1）电能表两次示数差就是该段时间内该用户在这1h内消耗的电能；
（2）计算空调消耗的电能，由P=
计算其电功率；
（3）计算三种用电器的总功率，由P=UI计算通过保险丝的电流；
（4）输电导线与用电器是串联的，根据串联电路特点和欧姆定律计算导线分压，从而得到配电室向线路输出的电压U1．
解：
（1）由图18：00时，电能表示数为132.1kWh，19：00电能表示数为136.6kWh，
所以该用户在这1h内消耗的电能：W=136.6kWh﹣132.1kWh=4.5kWh；
（2）由题电源电压220V，家庭电路各用电器并联，所以三种用电器都正常工作，
由P=，空调消耗电能：
W空调=W﹣W灯﹣W电烙铁=4.5kWh﹣0.1kW×1h﹣0.8kW×1h=3.6kWh，
所以空调的电功率：P空调=
=
=3.6kW；
（3）此时用电器的总功率：P==
=4.5kW，
由P=UI可得通过保险丝的电流：
I=
=
≈20.5A；
（4）输电导线与用电器是串联的，由I=
所以要保证用户家里这三个用电器同时正常工作（即用电器两端电压为220V），
导线电压：U线=IR线=20.5A×1.5Ω=30.75V，
根据串联电路的电压特点，所以配电室向线路输出的电压：
U1=U额+U线=220V+30.75V=250.75V．
答：（1）该用户在这1h内消耗的电能4.5kWh；
（2）空调器消耗的电功率3.6kW；
（3）通过用户保险丝的电流20.5A；
（4）要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U1约为250.75V．
