【答】(1)圖A是因為家用電器總功率太大; 圖B是由于泄漏造成的; (2)①同時連接兩臺電熱水器時,實際電熱水器可以正常工作; ②6050W; ③電熱水器組消耗最大功率時電路是安全的。
【分析】
(1)家庭電壓電流過大的原因有兩個:漏電和總功率過大。 圖A:家用電器的總功率等于每臺家用電器的功率之和。 并聯的家用電器越多,總功率就越大。 根據公式P=UI,電壓會特別大; 圖B:金屬部分連接火線和零線,產生漏電,電壓直接通過電線,由于電線內阻較小,導致電壓過大。
(2)①由P=UI可得電熱水器正常工作時的電壓:
I1=
=5A。
由于串聯電路中的總電流等于各分電流之和,因此電熱水器正常工作時R0兩端的電流為:
U0=UU電熱水器=220V-200V=20V,
電路總電壓:
我=
=10A,
由于并聯電路中的總電壓等于各分電壓之和,故正常工作的電熱水器數量為:
n1=
=2,
即同時連接兩臺電熱水器時家庭電路電流過大,實際電熱水器即可正常工作。
② 由 I=
由此可得電熱水器的電阻值為:
R電加熱=
=40Ω。
假設n臺電熱水器正常工作,電熱水器組消耗的電功率最大家庭電路電流過大,因為并聯電路中總內阻的倒數等于各部分內阻倒數之和,故電加熱器的總內阻為:
R 總計 =
。
由于串聯電路中的總內阻等于各部分內阻之和,因此電路中的電壓為:
我=
,
電加熱器消耗的總電量:
P 總計 = I2R 總計 = (
) 2×
,
什么時候
=2Ω,即n=20時,電熱水器總功率最大,最大值為:
P 總計 =
=6050W;
③當電熱水器消耗最大功率時,電路中的電壓:
我=
=55A,
因為55A<60A,電熱水器耗電最大時電路是安全的。
答:(1)圖A是由于家用電器總功率過大造成的; 圖B是由于泄漏造成的;
(2)①同時連接兩臺電熱水器時,實際電熱水器可以正常工作;
②同時連接20臺電熱水器時,電熱水器組消耗的電力最大,最大功率為6050W;
③電熱水器耗電最大時電路是安全的。