Question

如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻r′=0.5Ω．当S₁闭合、S₂断开时，电炉消耗功率684W；S₁、S₂都闭合时电炉消耗功率475W（电炉电阻可看作不变）．试求：

（1）电源的电动势；

（2）S₁、S₂都闭合时，流过电解槽的电流大小；

（3）S₁、S₂都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．

Answer

（1）电源的电动势为120V；

（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小为20A；

（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率为1700W

【解析】

试题分析：（1）S1闭合，S2断开时，已知电炉消耗功率，根据功率P=I2R公式求出电炉中的电流，由闭合电路欧姆定律求出电动势；

（2）S1、S2都闭合时，由电炉消耗功率求出电炉的电压和电流，由闭合电路欧姆定律求出干路中电流，得到电炉的电流；

（3）根据P=UI求出电解炉消耗的电功率，根据功率P=I2R公式求出电解槽内阻消耗的功率，两者之差即为电解槽转化成化学能的功率．

（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1

电炉中电流

电源电动势E=I（R+r）=120V

（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2

电炉中电流

电炉路端电压为 U=IRR=5×19=95V

通过电源的电流为

通过电解槽的电流为 IA=I﹣IR=20A

（3）电解槽消耗的电功率 PA=IAU=20×95=1900W

电解槽内热损耗功率

电解槽转化成化学能的功率 P化=PA﹣P热=1700W

答：（1）电源的电动势为120V；

（2）S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小为20A；

（3）S1、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率为1700W．

【点评】电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．