小明同学家的电炉铭牌模糊不清，为了测出电炉的额定功率，他让家里所有的用电器都停止工作，只接入电炉让其正常工作．然后观察家里正在运行的电能表，电能表上标有“3000r/kW•h”，

Question

小明同学家的电炉铭牌模糊不清，为了测出电炉的额定功率，他让家里所有的用电器都停止工作，只接入电炉让其正常工作．然后观察家里正在运行的电能表，电能表上标有“3000r/kW•h”，利用手表计时，发现1min电能表转盘转了50r，那么：
（1）电炉的额定功率是多少？
（2）小明同学觉得该电炉使用不方便，想对电炉进行改装：使电炉的功率可以为额定功率，也可以为额定功率的(1)/(4)，请你利用一个开关和一个定值电阻R帮他设计一个电路，画出电路图并计算出定值电阻R的大小．（画图时电炉丝R₀用定值电阻的符号表示）

Answer 1

（1）电路中消耗电能W=(50r)/(3000r/kw•h)=6×10⁴J
则用电器的电功率P=(W)/(t)=(6×104J)/(60s)=1000W．
（2）电炉的功率可以为额定功率，就可以让电炉单独使用，用开关短路串联的电阻；
如果为额定功率的1/4，就应该串联一个电阻，根据公式P=(U2)/(R)，电压为原来的一半，就应该串联一个阻值相等的电阻．如下图所示

R=R₀=(U2)/(P)=((220V)2)/(1000W)=48.4Ω．
答：（1）电炉的额定功率是1000W；（2）定值电阻R为48.4Ω．