Question

张宇同学家的浴室新安装了一台可供冬季取暖和照明的电器，俗称“浴霸”，如图甲所示．它的简化电路图如图乙所示，其中L为标有“220V 40W”照明灯，L₁、L₂、L₃、L₄均为标有“220V 300W”的红外线取暖灯，已知每盏取暖灯正常工作时的效率为80%
问：（1）照明灯正常工作时通过灯丝的电流是多少？
（2）通常在洗浴前10min只闭合开关S₁、S₂开启红外线取暖灯给浴室预热，问在这10min内“浴霸”消耗的电能是多少？转化成的内能又是多少？

Answer 1

分析：（1）知道照明灯的额定功率和额定电压，可利用公式I=

P

U

计算出照明灯正常工作时通过灯丝的电流．
（2）由图可知，闭合开关S₁、S₂时四个取暖灯全部打开且都正常发光，则可以计算出四灯的总功率，知道工作时间，可利用公式W=Pt计算出消耗的电能；又知道每盏取暖灯正常工作时的效率为80%，从而可以利用公式Q=Wη计算出获得的内能．

解答：解；（1）∵照明灯正常工作，而U_L=220V，P_L=40W，
∴照明灯正常工作时通过灯丝的电流为：I_L=

PL

UL

=

40W

220V

≈0.18A．
（2）闭合开关S₁、S₂，因为四个取暖灯全部正常工作，所以电路中总电功率为：P=300W×4=1200W，
而t=10min=600s，
∴“浴霸”消耗的电能为：W=Pt=1200W×600s=7.2×10⁵J，
又∵每盏取暖灯正常工作时的效率为η=80%，
∴获得的内能为：Q=Wη=7.2×10⁵J×80%=5.76×10⁵J．
答：（1）照明灯正常工作时通过灯丝的电流是0.18A．
（2）在这10min内“浴霸”消耗的电能是7.2×10⁵J，转化成的内能是5.76×10⁵J．

点评：本题考查电流和消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是判断开关断开与闭合时电路的连接情况，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据．