题目内容
13．
阿阳喜欢养龟，在冬季，夜间需要在龟屋里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在龟屋里用电热器加热，不需要用灯泡照明．小阳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 220W”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，连续正常工作这段时间内电流表的示数为4.4A；该装置从17：00至第二天早晨7：00处于夜间工作状态，连续正常工作这段时间内电流表的示数为12A．已知：电源两端的电压U恒为220V．求：（1）夜间工作状态，电阻R1的电功率是多少？
（2）电阻R2的阻值是多少？
（3）从早晨7：00到第二天早晨7：00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时？
分析 （1）电路处于夜间工作状态时，灯泡L与R1并联，R2短路，根据并联电路的电压特点和欧姆定律先求出灯支路中的电流，再利用并联电路的电流特点求出电阻R1的电流，利用P=UI求出消耗的电功率；
（2）电路白天工作时，两电热丝串联，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联和两电阻之间的关系，求出R2的阻值；
（3）根据题意得出白天和夜间的工作时间，根据P=UI求出白天和夜间消耗的电功率，根据P=$\frac{W}{t}$求出一个月消耗的电能．
解答 解：（1）两开关闭合时，灯泡L与R1并联，电流表测干路电流，电路为夜间工作状态
由P=UI可得：灯中的电流为IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{220W}{220V}$=1A，又因为I=12A，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表的示数：
I1=I-IL=12A-1A=11A，此时R1消耗的功率为P1=UI1=220V×11A=2420W；
R1=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{220V}{11A}$=20Ω；：
（2）两开关断开时，R1与R2串联，电路为白天工作状态，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：
R1+R2=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{4.4A}$=50Ω；
又因R1=20Ω则R2=50Ω-20Ω=30Ω；
（3）一天内白天工作时间t1=10h，白天工作的电功率P1=UI=220V×4.4A=968W=0.968kW，
晚间工作的时间t2=14h，晚间工作的电功率P2=UIA=220V×12A=2640W=2.64kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，一个月内消耗的电能：
W=P1t1+P2t2=0.968kW×10h+2.64kW×14h=46.64kW•h．
答：
（1）夜间工作状态，电阻R1的电功率是2420W；
（2）电阻R2的阻值是30Ω；
（3）从早晨7：00到第二天早晨7：00的24h内，该加热照明装置共消耗电能46.64kW•h．
点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是电路中白天和黑夜工作状态的判断，有一定的难度．
江涛家的电能表如图所示．当他家某用电器单独工作时，30min内耗电0.02度，则该用电器的电功率为40W，电能表的转盘正好转过50 圈．
如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，对于这两种使用方式下列分析正确的是（ ）| A． | 向上撬更省力，因为向上时动力臂更长 | |
| B． | 向上撬更省力，因为向上时阻力臂更短 | |
| C． | 向下撬更省力，因为向下时动力臂更长 | |
| D． | 向下撬更省力，因为向下时阻力臂更短 |
| A． | 图a可用来演示电磁感应现象 | |
| B． | 图b可用来演示电流的磁效应 | |
| C． | 图c用来演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系 | |
| D． | 图d可用来演示发电机的工作原理 |