Question

小华积极响应“节约用电，低碳环保”的号召，他家里新安装一盏调光灯，灯泡上标有“220V100W”字样，如图所示为简化电路图，其中滑动变阻器最大值为484Ω，（设灯丝电阻不随温度变化）求：

（1）灯丝电阻是多少？
（2）灯泡发光最暗时的电功率是多少？
（3）该电路在灯发光最暗时工作2h比最亮时工作2h可节约多少电能？

Answer 1

（1）（2）（3）0.15kW?h

由灯泡的额定电压和额定功率计算灯丝电阻；当滑动变阻器的阻值最大是484Ω时，灯泡发光最暗，利用公式计算出灯泡发光最暗时的电功率；当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，灯泡发光最亮，工作2h消耗的电能W₁=P_亮t=0.1kW×2h=0.2kW?h；灯泡发光最暗时工作2h消耗的电能W₂=P_暗t=2.5×10^-2kW×2h=5×10^-2kW?h；节约的电能W=W₁-W₂=0.2kW?h－5×10^-2kW?h=0.15kW?h．
解：（1）由得………………………………2′
（2）当滑动变阻器的阻值最大是484Ω时，灯泡发光最暗，则流经灯泡的电流

灯泡发光最暗时的电功率……………………………3′
（3）当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，灯泡发光最亮，此时的灯泡的电功率P_亮=100W=0.1kW，
工作2h消耗的电能W₁=P_亮t=0.1kW×2h=0.2kW?h；
灯泡发光最暗时工作2h消耗的电能W₂=P_暗t=2.5×10^-2kW×2h=5×10^-2kW?h；
节约的电能W=W₁-W₂=0.2kW?h－5×10^-2kW?h=0.15kW?h．……………………………3′