Question

李明得到一个国外生产的电热暖手器，铭牌表示额定值的字样中，能看清楚的只有“24W”这几个字。为了能正确使有该用电器，他把一只标有“600 ，0.4 A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r/(kW·h)字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少？你在计算过程中忽略了什么因素的影响？由此导致的计算结果是偏大还是偏小？

Answer 1

接通开关时，电能表测出的是所有用电器在100s内消耗的总电能

                                       

断开开关后，电能表测出的就是李明家其他用电器在60s内消耗的电能

                                        

断开开关前后的功率分别为：

                                       

                                        

所以，实验支路的串联（总）功率为：

                             

实验支路的总电阻为：                     

电热暖手器的电阻为：           

所以，电热暖手器的额定电压为：

                              

在上述计算中，忽略了温度对电阻的影晌。在实验测试中，电热暖手器的实际电压为：

，小于其额定电压       

由于电流的热效应，温度升高，电阻增大，电热暖手器在额定电压下（正常）工作时，其电阻会大于，故其实际的额定电压也会大于测量值109V，因此忽略温度对电阻的影响，会导致计算结果偏小。