如图所示的电路中,直流发电机E=250V,r=3Ω,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

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  • 解题思路:(1)先根据功率公式P=UI求出每只电热器的电阻和额定电流,再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)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内阻.

    (3)要使电热器组加热物体最快,就必须使其电功率最大,可将R1、R2视为电源内阻,进行分析.

    (4)要使R1、R2消耗的功率最大,须使干路中电流最大,即电路中总电阻最小,也即并联的电阻越多并联电路的总电阻越小.

    (5)要使每只电热器中电流最大,则需使UAB最大.这样A、B间电阻应最大.

    根据闭合电路欧姆定律和电路的连接关系进行求解.

    由P=UI算得,电热器的额定电流I0=[P/U]=[1000/200]A=5A,每只电热器电阻R=[U/I]=40Ω.

    (1)要使电热器正常工作,则电热器两端的实际电压必为200V,故干路电流必须为 I=10A

    根据闭合电路欧姆定律得 I=

    E

    R1+R2+r+

    R

    n1

    代入解得,电热器的只数n1═2只

    (2)要使电源输出功率最大,须使外电阻等于内阻,由此可得电热器的总电阻

    R′=r-(R1+R2)=1Ω

    所以有n2=40只.

    (3)要使电热器组加热物体最快,就必须使其电功率最大,可将R1、R2视为电源内阻,则要使电热器组总功率最大时,其总电阻 R″=R1+R2+r=5Ω,所以有n3=8只.

    (4)要使R1、R2消耗的功率最大,须使干路中电流最大,即电路中总电阻最小,也即并联的电阻越多并联电路的总电阻越小.所以有n4=50只.

    (5)要使每只电热器中电流最大,则需使UAB最大.这样A、B间电阻应最大,所以有n5=1只.

    故答案为:

    (1)、2;(2)40;(3)8;(4)、50;(5)、1.

    点评:

    本题考点: 闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.

    考点点评: 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.