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(2010?杨浦区一模)如图所示的电路中,直流发电机M的电动势E=250V,内阻r=0.5Ω,
R1=R2=1Ω.电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为l 000W,其他电阻不计,也不计电热器电阻随温度的变化.问:
(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?
(2)当接通几只电热器时,被接通电热器的总消耗功率最大?
(3)当被接通电热器的总消耗功率最大时,电阻R1、R2和内阻r上消耗的功率分别为多少?
分析:(1)先根据闭合电路欧姆定律求解干路电流,然后再得到每个电阻丝的额定电流,最后得到实际工作的电阻丝条数;
(2)将电阻R1、R2和电源看成等效电源,当等效电源的内阻与电热器的并联电阻相等时,接通电热器的总消耗功率最大;
(3)由第二问得到干路电流,然后求解阻R1、R2和内阻r上消耗的功率.
解答:解:(1)设当接通n只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作,有:
I总(r+R1+R2)=E-U额,
I总=n
P额
U额

∴n=
E-U额
(r+R1+R2)
P额
U额
=
250-200
(0.5+1+1)×
1000
200
=4
(2)设当接通n′只电热器时,被接通电热器的总消耗功率最大,有r+R1+R2=
U
2
额
P额n′

∴n′=
U
2
额
(r+R1+R2)P额
=
2002
(0.5+1+1)×1000
=16

(3)当被接通电热器的总消耗功率最大时,电阻R1上消耗的功率为:PR1=I
′
2
总
R1=
E2R1
[2(r+R1+R2)]2
=
2502×1
[2×(0.5+1+1)]2
W=2500W

R2=R1,∴R2上消耗的功率也为2500W.
内阻r上消耗的功率为Pr=I
′
2
总
r=
E2r
[2(r+R1+R2)]2
=
2502×0.5
[2×(0.5+1+1)]2
W=1250W

答:(1)当接通4只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作;
(2)当接通16只电热器时,被接通电热器的总消耗功率最大;
(3)当被接通电热器的总消耗功率最大时,电阻R1、R2和内阻r上消耗的功率分别为2500W、2500W、1250W.
点评:本题关键要明确当外电路电阻值与电源内阻相同时,电源的输出功率最大,较难.
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等于
等于
(填:大于、小于、等于)小球从b点到c点的运动时间,小球从a到b运动的时间t=
2l0
g
2l0
g
,小球做平抛运动的初速度为
25
2
l
0
g
25
2
l
0
g
.(已知重力加速度为g)

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