Question

如图1、图2所示是我们常见的可调节亮度的台灯及电路图，变阻器R的最大电阻值为2200Ω，台灯灯泡的铭牌如图3所示．
求：
（1）台灯灯泡正常发光时的电流和电阻．
（2）台灯灯泡正常发光3min消耗的电能．
（3）台灯处在最省电时的工作状态时，灯泡的电功率．

Answer 1

分析：（1）由台灯的铭牌可知额定电压和额定功率，灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流，根据欧姆定律求出电阻；
（2）根据W=Pt求出台灯灯泡正常发光3min消耗的电能；
（3）因为电路电压一定，总电阻越大功率越小就越省电，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I²R求出灯泡的电功率．

解答：解：（1）由灯泡的铭牌可知额定电压U=220V，功率P=22W，
∵灯泡正常发光，
∴根据P=UI可得，其电流：
I_L=

PL

UL

=

22W

220V

=0.1A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

220V

0.1A

=2200Ω；
（2）台灯灯泡正常发光3min消耗的电能：
W=Pt=22W×3×60s=3960J；
（3）电路电压一定，总电阻越大功率越小就越省电，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的电流：
I=

U

RL+R

=

220V

2200Ω+2200Ω

=0.05A，
灯泡的电功率：
P_L′=I²R_L=（0.05A）²×2200Ω=5.5W．
答：（1）台灯灯泡正常发光时的电流为0.1A，电阻为2200Ω；
（2）台灯灯泡正常发光3min消耗的电能为3960J；
（3）台灯处在最省电时的工作状态时，灯泡的电功率为5.5W．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时台灯处在最省电的工作状态．