Question

16．下表中提供了某中學(xué)使用的一臺(tái)投影儀的有關(guān)數(shù)據(jù)，請根據(jù)其中的數(shù)據(jù)，完成下列問題．
（1）這臺(tái)投影儀的耗電總功率是多大？
（2）如果投影儀的光源采用串聯(lián)電阻降壓的話，所選電阻的阻值應(yīng)該多大？該電阻消耗的功率為多大？
（3）這臺(tái)投影儀的光源采用上述串聯(lián)電阻降壓的方法可行嗎？為什么？

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

Answer 1

分析 （1）已知光源電壓和光源電流，利用P=UI計(jì)算光源功率；已知鼓風(fēng)機(jī)電壓和電流，利用P=UI計(jì)算鼓風(fēng)機(jī)功率；光源功率和鼓風(fēng)機(jī)功率之和就是投影儀的耗電總功率；
（2）已知電源電壓和光源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可求出電阻兩端電壓；電阻與光源串聯(lián)，電流相等，利用歐姆定律可以計(jì)算所選電阻的阻值；利用P=UI計(jì)算該電阻消耗的功率；
（3）判斷設(shè)計(jì)的方案是否可行，可從兩方面進(jìn)行分析：是否有利于節(jié)能，是否有利于電路安全．

解答 解：
（1）由表中的數(shù)據(jù)可知，光源消耗的功率：P_光源=U_光源I_光源=24V×10A=240W；
鼓風(fēng)機(jī)消耗的功率：P_{風(fēng)機(jī)}=U_{風(fēng)機(jī)}I_{風(fēng)機(jī)}=220V×0.1A=22W；
所以，這臺(tái)投影儀消耗的總功率：P=P_光源+P_{風(fēng)機(jī)}=240W+22W=262W．
（2）若光源采用串聯(lián)電阻降壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，電阻R應(yīng)分擔(dān)的電壓：
U_R=U_電源-U_光源=220V-24V=196V；
通過電阻R的電流：I_R=I_光源=10A，
根據(jù)歐姆定律可得，選用電阻的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{196V}{10A}$=19.6Ω；
該電阻消耗的功率：P_R=U_RI_R=196V×10A=1960W．
（3）因?yàn)樗�選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，造成不必要的電能浪費(fèi)；同時(shí)電阻上消耗1960W的功率，將產(chǎn)生大量熱，實(shí)際使用中很難有效的解決散熱問題，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．
答：
（1）投影儀消耗的總功率為262W；
（2）所選電阻的阻值為19.6Ω，該電阻消耗的功率為1960W；
（3）不可行；造成不必要的電能浪費(fèi)，很難有效的解決散熱問題，容易燒毀投影儀．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了電功率的計(jì)算、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，難點(diǎn)是第3小題，考查了對實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估能力．