Question

（2011?槐荫区一模）“在跑步机上跑步锻炼的同时，又能为家庭提供所需要的电能”，这样的低碳行为你认为会是真的吗？据报道：美国的一家公司已成功改造了跑步机，现在利用跑步机可以实现发电了．
（1）若跑步机发电能供给一只“220V 5W”的节能灯正常工作，则通过灯丝的电流是多少？
（2）理论上在跑步机上跑步锻炼28min产生的电能可以将电热饮水机中0.5kg、20℃的水加热到40℃，求跑步机输出的功率．
（3）如果上问中跑步机实际工作时间大于28min，分析可能的原因有哪些？（写出两条）

Answer 1

分析：（1）节能灯正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过灯丝的电流；
（2）知道水的质量和温度的变化，根据Q=cm△t求出水所吸收的热量即为跑步机输出的电能，再根据P=

W

t

求出跑步机输出的功率；
（3）跑步机的实际工作时间大于28min，说明能量有损失，可能是：跑步机的机械能没有全部转化为电能，可能是水吸收的热量小于跑步机产生的电能等原因造成的．

解答：解：（1）根据P=UI可得：
节能灯正常工作时通过的电流I=

P

U

=

5W

220V

≈0.023A；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁴J，
∵电能全部用来烧水，
∴W=Q_吸=4.2×10⁴J，
跑步机输出的功率：
P=

W

t

=

4.2×104J

28×60s

=25W；
（3）跑步机实际工作时间大于28min，原因可能是：机械能不能完全转化为电能；产生的热量没有完全被水吸收．
答：（1）节能灯正常工作时通过灯丝的电流约为0.023A；
（2）跑步机输出的功率为25W；
（3）机械能不能完全转化为电能；产生的热量没有完全被水吸收．

点评：由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率是正确解题的前提，掌握电功率公式、热量公式是正确解题的关键，解最后一问时要从能量转化的效率方面考虑．