Question

一天小明注意到家中的灯泡比平时亮，他做出用电器的实际功率大于额定功率的判定，为了证实他的判定是否正确，他做了如下实验：关闭家中其他用电器，只开一盏“220V 100W”的电灯，观察到家中标有“3000revs/kW?h”字样的电能表在20min内转盘转了121revs．
（1）这盏灯正常发光时的电流多大？
（2）在20min时间内这盏灯消耗的电能是多少J？这盏灯的实际功率多大？
（3）若此时的实际电压是242V，为了使这盏灯能正常发光，应串联一个多大的电阻？

Answer 1

已知：U_额=220V  P_额=100W  a=3000revs/kW?h  n=121revs  t=20min=h  U=242V
求：（1）I=？（2）W=？P_实=？（3）R₀=？
解：（1）∵P=UI
∴灯泡正常发光的电流为I===A≈0.45A；
（2）灯泡消耗的电能为W===kW?h≈0.04kW?h；
灯泡的实际功率为P_实===0.121kW=121W；
（3）灯泡正常发光时，串联电阻两端电压为U₀=U-U_额=242V-220V=22V，
∵I=
∴串联电阻阻值为R₀===48.4Ω．
答：（1）灯泡正常发光的电流为0.45A；
（2）灯泡消耗的电能为0.04kW?h，灯泡的实际功率为121W；
（3）灯泡正常发光时，串联电阻阻值为48.4Ω．
分析：（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据I=得到正常发光的电流；
（2）根据电能表铝盘每消耗1kW?h转动的圈数和实际转动的圈数求出灯泡工作时消耗的电能；然后根据消耗的电能和通电时间，求出实际功率；
（3）灯泡正常发光时两端电压等于额定电压，已知电源电压和灯泡额定电压，可以得到串联电阻两端电压；已知串联电阻两端电压和通过的电流，利用公式R=得到长度电阻的阻值．
点评：此题考查了电功率计算公式、电能表参数、串联电路特点和欧姆定律的应用，考查了电学重要的公式或规律，综合性较强，需要熟练掌握基本公式或规律，根据需要进行选择．