Question

李明得到一個(gè)國(guó)外生產(chǎn)的電熱暖手器，銘牌表示額定值的字樣中，能看清楚的只有“24W”這幾個(gè)字。為了能正確使有該用電器，他把一只標(biāo)有“600 ，0.4 A”的定值電阻與電熱暖手器和開(kāi)關(guān)串聯(lián)起來(lái)，連接到家庭照明電路中，然后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)觀察：將開(kāi)關(guān)接通后，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)137圈恰好用了100s；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)在1min內(nèi)恰好轉(zhuǎn)了80圈；觀察電能表上標(biāo)有3000r/(kW·h)字樣；他在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間內(nèi)，家中其他用電器的使用情況沒(méi)有變化。請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計(jì)算電熱暖手器的額定電壓是多少？你在計(jì)算過(guò)程中忽略了什么因素的影響？由此導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果是偏大還是偏小？

Answer 1

接通開(kāi)關(guān)時(shí)，電能表測(cè)出的是所有用電器在100s內(nèi)消耗的總電能

                                       

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電能表測(cè)出的就是李明家其他用電器在60s內(nèi)消耗的電能

                                        

斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前后的功率分別為：

                                       

                                        

所以，實(shí)驗(yàn)支路的串聯(lián)（總）功率為：

                             

實(shí)驗(yàn)支路的總電阻為：                     

電熱暖手器的電阻為：           

所以，電熱暖手器的額定電壓為：

                              

在上述計(jì)算中，忽略了溫度對(duì)電阻的影晌。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，電熱暖手器的實(shí)際電壓為：

，小于其額定電壓       

由于電流的熱效應(yīng)，溫度升高，電阻增大，電熱暖手器在額定電壓下（正常）工作時(shí)，其電阻會(huì)大于，故其實(shí)際的額定電壓也會(huì)大于測(cè)量值109V，因此忽略溫度對(duì)電阻的影響，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小。