Question

小華積極響應(yīng)“節(jié)約用電，低碳環(huán)�！钡奶�(hào)召，他家里新安裝一盞調(diào)光燈，燈泡上標(biāo)有“220V100W”字樣，如圖所示為簡(jiǎn)化電路圖，其中滑動(dòng)變阻器最大值為484Ω，（設(shè)燈絲電阻不隨溫度變化）求：
（1）燈絲電阻是多少？
（2）燈泡發(fā)光最暗時(shí)的電功率是多少？
（3）該電路在燈發(fā)光最暗時(shí)工作2h比最亮?xí)r工作2h可節(jié)約多少電能？

Answer 1

分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=

U2

R

求出燈絲的電阻；
（2）由電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大是484Ω時(shí)，燈泡發(fā)光最暗，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最右端時(shí)，燈泡發(fā)光最亮，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt分別求出燈泡工作2h消耗的電能，兩者之差即為節(jié)約的電能．

解答：解：（1）由P=

U2

R

可得，燈絲的電阻：
R_L=

U2L額

PL額

=

(220V)2

100W

=484Ω；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大是484Ω時(shí)，燈泡發(fā)光最暗，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴流經(jīng)燈泡的電流：
I=

U

RL+R

=

220V

484Ω+484Ω

=

5

22

A，
燈泡發(fā)光最暗時(shí)的電功率：
P=I²R_L=（

5

22

A）²×484Ω=25W；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最右端時(shí)，燈泡發(fā)光最亮，此時(shí)的燈泡的電功率P_亮=100W=0.1kW，
工作2h消耗的電能：
W₁=P_亮t=0.1kW×2h=0.2kW?h，
燈泡發(fā)光最暗時(shí)工作2h消耗的電能：
W₂=P_暗t=2.5×10^-2kW×2h=5×10^-2kW?h，
節(jié)約的電能：
W=W₁-W₂=0.2kW?h-5×10^-2kW?h=0.15kW?h．
答：（1）燈絲電阻是484Ω；
（2）燈泡發(fā)光最暗時(shí)的電功率是25W；
（3）該電路在燈發(fā)光最暗時(shí)工作2h比最亮?xí)r工作2h可節(jié)約0.15kW?h的電能．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)判斷燈泡最亮和最暗時(shí)電路的連接方式．