Question

晓彤同学注意到近期家中的灯泡比平时亮，灯泡也经常烧坏，他猜想可能是近期的工地搬迁后，家中电压超过了220V造成的．为了验证猜想，晓彤找来一个标有“220V 100W”的电褥子，做了如下实验：关闭家中的其他用电器，只让电褥子工作，观察到家中标有“3000r/kW?h”字样的电能表在20min内转盘转了121转．
（1）在这20min内，电流做功是多少？
（2）电褥子的实际功率是多少？
（3）该同学家此时的实际电压是多大？
（4）晓彤跟同学们交流他的实验过程后，小雪提出：如果用一只标有“220V 100W”的白炽灯泡也可以按晓彤的方法验证猜想．你是否同意小雪的观点？说出你的理由．

Answer 1

分析：（1）电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，3000r/kW?h的含义是：电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转了3000转，据此计算在20min内电褥子消耗的电能；
（2）求出了消耗的电能，知道所用时间利用电功率的公式P=

W

t

求出电褥子的实际功率；
（3）知道电褥子的额定电压和额定功率，根据P=

U2

R

求出电阻，再根据P=

U2

R

求出实际电压；
（4）灯泡越亮实际功率越大，根据W=Pt可知，相同的时间内消耗的电能越多，据此进行解答．

解答：解：（1）∵电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转了3000转；
∴当电能表转盘转了121转时，灯消耗的电能：
W=

121

3000

kW?h=

121

3000

×3.6×10⁶J=1.452×10⁵J；
（2）电褥子的实际功率：
P=

W

t

=

1.452×105J

20×60s

=121W；
（3）根据P=

U2

R

可得，电褥子的电阻：
R=

U额2

P额

=

(220V)2

100W

=484Ω，
该同学家此时的实际电压：
U=

PR

=

121W×484Ω

=242V；
（4）家中的灯泡比平时亮，说明实际功率较大即灯泡两端的电压大于额定电压，根据W=Pt可知，相同的时间内灯泡消耗的电能比平时多，利用电能表可以测出此时消耗的电能，然后与理论值相比较即可判断．
答：（1）在这20min内，电流做功是1.452×10⁵J；
（2）电褥子的实际功率是121W；
（3）该同学家此时的实际电压是242V；
（4）同意小雪的观点，因灯泡两端的电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率，相同的时间内消耗的电能大于正常发光时消耗的电能，即用电能表测出实际消耗的电能，然后与正常发光时消耗的电能相比较即可．

点评：本题为电学综合题，考查学生对电能表铭牌上数据的理解情况、电功率公式的掌握和运用，计算时注意单位换算．