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(1)解:$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ Ω+20\ Ω=30\ Ω$
$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ Ω}=0.2\ \mathrm{A}$
(2)解:$U_1=IR_1=0.2\ \mathrm{A}×10\ Ω=2\ \mathrm{V}$
(3)解:$P_1=U_1I=2\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{W}$
(4)解:$P_{\mathrm{总}}=UI=6\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$
(1)解:$I=\frac{P}{U}=\frac{2800\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx12.73\ \mathrm{A}$
(2)解:工作总时长$t=30×0.5\ \mathrm{h}=15\ \mathrm{h}$
$W=Pt=2.8\ \mathrm{kW}×15\ \mathrm{h}=42\ \mathrm{kW·h}$
【分析】
这是串联电路的综合计算问题,解题思路如下:
1. 对于问题(1),先根据串联电路电阻的特点求出总电阻,再利用欧姆定律$I=\frac{U}{R}$计算电路中的电流;
2. 问题(2),已知电路中的电流和$R_1$的阻值,根据欧姆定律的变形公式$U=IR$计算$R_1$两端的电压;
3. 问题(3),已知$R_1$两端的电压和电路中的电流,利用电功率公式$P=UI$计算$R_1$的电功率;
4. 问题(4),已知电源总电压和电路中的电流,利用$P=UI$计算电路的总功率。
【解析】
(1)串联电路的总电阻等于各分电阻之和,因此总电阻:
$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ Ω+20\ Ω=30\ Ω$
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得电路中的电流:
$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ Ω}=0.2\ \mathrm{A}$
(2)根据欧姆定律的变形公式$U=IR$,$R_1$两端的电压:
$U_1=IR_1=0.2\ \mathrm{A}×10\ Ω=2\ \mathrm{V}$
(3)根据电功率公式$P=UI$,$R_1$的电功率:
$P_1=U_1I=2\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{W}$
(4)根据电功率公式$P=UI$,$R_1$和$R_2$消耗的总功率:
$P_{\mathrm{总}}=UI=6\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{W}$
【答案】
(1)电路中的电流为$\boldsymbol{0.2\ \mathrm{A}}$;
(2)$R_1$两端的电压为$\boldsymbol{2\ \mathrm{V}}$;
(3)$R_1$的电功率为$\boldsymbol{0.4\ \mathrm{W}}$;
(4)$R_1$和$R_2$消耗的总功率为$\boldsymbol{1.2\ \mathrm{W}}$。
【知识点】
串联电路电阻规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,属于基础题,熟练掌握相关公式和规律即可正确解题。
【难度系数】
0.7
【分析】
对于问题(1),要计算电热水器正常工作的电流,首先明确正常工作时实际功率等于额定功率,已知额定功率和额定电压,根据电功率公式$P=UI$,变形得到$I=\frac{P}{U}$,代入对应数值即可算出电流。
对于问题(2),计算一个月的耗电量,先计算总工作时长,即每天工作时长乘以天数;再将额定功率单位换算为千瓦,结合电能公式$W=Pt$,代入总时长和换算后的功率,就能得到消耗的电能。
【解析】
(1)已知电热水器额定功率$P=2800\ \mathrm{W}$,额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,正常工作时功率等于额定功率,由$P=UI$可得正常工作电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{2800\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx12.73\ \mathrm{A}$
(2)电热水器一个月的总工作时间:
$t=30×0.5\ \mathrm{h}=15\ \mathrm{h}$
将功率单位换算:$P=2800\ \mathrm{W}=2.8\ \mathrm{kW}$
根据电能公式$W=Pt$,可得一个月消耗的电能:
$W=Pt=2.8\ \mathrm{kW}×15\ \mathrm{h}=42\ \mathrm{kW·h}$
【答案】
(1)这台电热水器正常工作的电流约为$\boldsymbol{12.73\ \mathrm{A}}$;
(2)一个月内耗电$\boldsymbol{42\ \mathrm{kW·h}}$。
【知识点】
电功率的计算、电能的计算
【点评】
本题是电学基础计算题,核心是理解电热水器铭牌参数的意义,熟练运用电功率、电能的计算公式,计算时注意单位的统一,贴近生活实际,注重对基础知识的应用考查。
【难度系数】
0.8