【答】(1)图A是因为家用电器总功率太大; 图B是由于泄漏造成的; (2)①同时连接两台电热水器时,实际电热水器可以正常工作; ②6050W; ③电热水器组消耗最大功率时电路是安全的。
【分析】
(1)家庭电压电流过大的原因有两个:漏电和总功率过大。 图A:家用电器的总功率等于每台家用电器的功率之和。 并联的家用电器越多,总功率就越大。 根据公式P=UI,电压会特别大; 图B:金属部分连接火线和零线,产生漏电,电压直接通过电线,由于电线内阻较小,导致电压过大。
(2)①由P=UI可得电热水器正常工作时的电压:
I1=
=5A。
由于串联电路中的总电流等于各分电流之和,因此电热水器正常工作时R0两端的电流为:
U0=UU电热水器=220V-200V=20V,
电路总电压:
我=
=10A,
由于并联电路中的总电压等于各分电压之和,故正常工作的电热水器数量为:
n1=
=2,
即同时连接两台电热水器时家庭电路电流过大,实际电热水器即可正常工作。
② 由 I=
由此可得电热水器的电阻值为:
R电加热=
=40Ω。
假设n台电热水器正常工作,电热水器组消耗的电功率最大家庭电路电流过大,因为并联电路中总内阻的倒数等于各部分内阻倒数之和,故电加热器的总内阻为:
R 总计 =
。
由于串联电路中的总内阻等于各部分内阻之和,因此电路中的电压为:
我=
,
电加热器消耗的总电量:
P 总计 = I2R 总计 = (
) 2×
,
什么时候
=2Ω,即n=20时,电热水器总功率最大,最大值为:
P 总计 =
=6050W;
③当电热水器消耗最大功率时,电路中的电压:
我=
=55A,
因为55A<60A,电热水器耗电最大时电路是安全的。
答:(1)图A是由于家用电器总功率过大造成的; 图B是由于泄漏造成的;
(2)①同时连接两台电热水器时,实际电热水器可以正常工作;
②同时连接20台电热水器时,电热水器组消耗的电力最大,最大功率为6050W;
③电热水器耗电最大时电路是安全的。