Question

【题目】冬季，小鹏爸爸的养鸡场为了提高产蛋量，夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明．小鹏根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V 200W”的照明灯泡，开关S1、S2的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合．该装置从早晨7：00至17：00处于白天工作状态，连续正常工作10h，这段时间内电流表的示数为5.5A．该装置从17：00 至第二天早晨 7：00 处于夜间工作状态，连续正常工作14h．已知：电源两端的电压 U 恒为220V， = ．
（1）分别画出白天和夜间工作的等效电路图；
（2）求电阻R1、R2的阻值；
（3）从17：00 到第二天早晨 7：00 的 14h 内，该加热照明装置消耗电能多少千瓦时．

Answer 1

【答案】
（1）解：如图所示：

（2）解：电路白天工作时，两电热丝串联，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，由I= 可得：

R1+R2= = =40Ω，

又因为 = ，

所以：R1+3R1=40Ω

R1=10Ω，R2=30Ω；

（3）解：电路处于夜间工作状态时，灯泡L与R1并联，

14h内，灯泡耗电：WL=PLt=0.2kW×14h=2.8kWh，

电阻R1功率P1= = =4840W=4.84kW，

14h内，电阻R1消耗电能W1=P1t=4.84kW×14h=67.76kWh，

所以14h 内，该加热照明装置消耗电能：

W=WL+W1=2.8kWh+67.76kWh=70.56kWh．

【解析】解：（1）由题意可知，两开关断开时，电路为白天工作状态； 两开关闭合时，电路为夜间工作状态；
则白天工作的等效电路和黑夜工作的等效电路，如下图所示：

【考点精析】通过灵活运用电功的计算和电功率的计算公式，掌握电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R即可以解答此题．