如圖是老師上課用的投影儀,小明對(duì)投影儀產(chǎn)生了濃厚的興趣.他在弄清了其成像原理后,還發(fā)現(xiàn)它內(nèi)部有一只燈泡為投影儀提供光源,還有一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)(風(fēng)扇)為其散熱,這種型號(hào)的投影儀的銘牌如表.
電源工作電壓220V電源頻率50Hz
光源電壓24V光源電流10.0A
鼓風(fēng)機(jī)電壓220V鼓風(fēng)機(jī)電流0.1A
(1)請(qǐng)計(jì)算這臺(tái)投影儀正常工作時(shí)總功率是多大?
(2)小明猜想:投影儀的光源可能是采用串聯(lián)電阻分壓的方法使燈泡L正常發(fā)光,電路如圖所示,其中R為串聯(lián)電阻.請(qǐng)幫小明求出:為使燈泡正常發(fā)光,R的阻值為多大?
(3)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算分析,這臺(tái)投影儀的光源采用上述串聯(lián)電阻分壓的方法可行嗎?為什么?

解:(1)此時(shí)光源的電功率是P光源=U光源I光源=24V×10A=240W;
此時(shí)的風(fēng)機(jī)的功率是P風(fēng)機(jī)=U風(fēng)機(jī)I風(fēng)機(jī)=220V×0.1A=22W;
故 此時(shí)這臺(tái)投影儀正常工作時(shí)的總功率是P=P光源+P風(fēng)機(jī)=240W+22W=262W;
答:這臺(tái)投影儀正常工作時(shí)總功率是262W.
(2)由于串聯(lián)電路中,各部分用電器的電壓之和等于總電壓,故此時(shí)R兩端的電壓是:UR=U電源-U光源=220V-24V=196V;
由于串聯(lián)電路中電流處處相等,故此時(shí)通過(guò)R的電流是I=10A,
故此時(shí)電阻R的阻值是:R===19.6Ω;
答:為使燈泡正常發(fā)光,R的阻值為19.6Ω.
(3)若采用串聯(lián)電阻分壓的方法時(shí),所選用電阻消耗的功率為:PR=IR2R=(10A)2×19.6Ω=1960W
因?yàn)樗x用電阻消耗的功率為1960W,遠(yuǎn)大于投影儀正常工作時(shí)所消耗的功率,同時(shí)電阻將產(chǎn)生大量的熱量,實(shí)際使用中很難有效的解決散熱問(wèn)題,因此容易燒毀投影儀.所以,這臺(tái)投影儀的光源不宜采用串聯(lián)電阻降壓.
分析:(1)讀懂投影儀的名牌,看清名牌中的各個(gè)部分的電壓和電流,然后用公式P=UI計(jì)算即可解決;
(2)據(jù)串聯(lián)電路中的電流處處相等的關(guān)系可知,此時(shí)通過(guò)電阻R的電流也是10A;據(jù)串聯(lián)電路中各用電器電壓之和等于總電壓的特點(diǎn)知,此時(shí)據(jù)總電壓能計(jì)算出R兩端的電壓,進(jìn)而運(yùn)用歐姆定律即可求出此時(shí)R的電阻;
(3)據(jù)上面所計(jì)算出來(lái)的電阻值,運(yùn)用熱功率公式計(jì)算分析R的電功率,考慮實(shí)際情況即可判斷.
點(diǎn)評(píng):知道串并聯(lián)電路中電流和電壓的關(guān)系,并能熟練的運(yùn)用電功率和歐姆定律的公式進(jìn)行計(jì)算是解決該題的關(guān)鍵.
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