Question

学校学生宿舍走廊的照明灯，原来用一盏“220V 40W”的白炽灯每晚7点亮到次日早晨5点共计10h．同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换．后来，经过大家的研究，建议电工用两盏“220V 40W”的灯泡串联后代替原路灯．结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡寿命明显延长．请你解答：
（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？
（2）改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还是费电？
（3）就如何节约用电，提出一条合理化建议．

Answer 1

已知：P=40W=0.04kW，t=10h．
求：（1）一盏路灯每晚需要消耗的电能W；
（2）改装后两灯的总功率P_总，比原来省电还是费电？
（3）就如何节约用电，提出一条合理化建议．
解：（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗电能W=Pt=0.04kW×10h=0.4kWh．
（2）一盏灯泡电阻R===1210Ω，
改装后总电阻R_总=1210Ω+1210Ω=2420Ω
改装后两灯的总功率是P_总===20W，
∵P_总＜40W
∴省电．
（3）节约用电根据W=UIt可知：由于电源电压不变，增大电阻从而减小电流，或减小通电时间，所以建议是：用两盏“灯泡串联后代替原路灯或随手关灯．
答：（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗电能0.4kWh．
（2）改装后两灯的总功率是20W，比原来省电．
（3）随手关灯．
分析：（1）已知灯泡的额定功率和用电时间，根据公式W=Pt可求灯泡每晚消耗的电能．
（2）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=可求一个灯泡的电阻，再进一步求出串联灯泡的总电阻，最后根据公式P=求出灯泡消耗的功率．
（3）根据W=UIt分析即可得知如何节约用电，如：随手关灯．
点评：本题考查电功和电功率的计算以及欧姆定律的应用，关键是公式及其变形的应用和单位的换算，难点是求串联灯泡的电功率，还教育我们要养成节约用电的好习惯．