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“220V100W”、电烙铁标有“220V800W”,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?该电能表能否正常工作?(友情提示:要读出小数部分)
(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?
(5)若要求减少输电线损失的功率,用学过的知识分析说明可以采取的方法。
【答案】(1)4.4kWh(2)能(3)3.5kW(4)20A(5)250V(6)见解析
【解析】
(1)由如图18:00时,电能表示数为132.1kWh,19:00电能表示数为136.5kWh,
所以该用户在这1h内消耗的电能:W=136.5kWh﹣132.1kWh=4.4kWh;
三个用电器的总功率为:;
该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W
因为4400W=4400W,所以电能表能正常工作;
(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,
所以空调的电功率:P空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW;
(3)此时用电器的总功率:P=4400W,
由P=UI可得通过保险丝的电流:
;
(4)输电导线与用电器是串联的,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,则用电器两端电压为220V;
根据得,导线电压:U线=IR线=20A×1.5Ω=30V,
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+30V=250V;
(5)由P损=I2R知,P损和I、R有关,为保证用户的电器正常工作,I不能改变,只能减小R,两地输电线的电阻R和输电线的长度、粗细、材料有关,因两地的距离不变,只有通过改变输电线的材料,即用电阻率更小的导体材料,或者换用较粗导线来减小R达到减小输电线的损失。