Question

小華積極響應“節(jié)約用電，低碳環(huán)�！钡奶栒�，他家里新安裝一盞調(diào)光燈，燈泡上標有“220V100W”字樣，如圖所示為簡化電路圖，其中滑動變阻器最大值為484Ω，（設燈絲電阻不隨溫度變化）求：
（1）燈絲電阻是多少？
（2）燈泡發(fā)光最暗時的電功率是多少？
（3）該電路在燈發(fā)光最暗時工作2h比最亮時工作2h可節(jié)約多少電能？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出燈絲的電阻；
（2）由電路圖可知，當滑動變阻器的阻值最大是484Ω時，燈泡發(fā)光最暗，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出燈泡的實際功率；
（3）當滑動變阻器的滑片滑到最右端時，燈泡發(fā)光最亮，此時燈泡的實際功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt分別求出燈泡工作2h消耗的電能，兩者之差即為節(jié)約的電能．
解答：解：（1）由P=可得，燈絲的電阻：
R_L===484Ω；
（2）當滑動變阻器的阻值最大是484Ω時，燈泡發(fā)光最暗，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴流經(jīng)燈泡的電流：
I===A，
燈泡發(fā)光最暗時的電功率：
P=I²R_L=（A）²×484Ω=25W；
（3）當滑動變阻器的滑片滑到最右端時，燈泡發(fā)光最亮，此時的燈泡的電功率P_亮=100W=0.1kW，
工作2h消耗的電能：
W₁=P_亮t=0.1kW×2h=0.2kW?h，
燈泡發(fā)光最暗時工作2h消耗的電能：
W₂=P_暗t=2.5×10^-2kW×2h=5×10^-2kW?h，
節(jié)約的電能：
W=W₁-W₂=0.2kW?h-5×10^-2kW?h=0.15kW?h．
答：（1）燈絲電阻是484Ω；
（2）燈泡發(fā)光最暗時的電功率是25W；
（3）該電路在燈發(fā)光最暗時工作2h比最亮時工作2h可節(jié)約0.15kW?h的電能．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的靈活應用，關鍵是會判斷燈泡最亮和最暗時電路的連接方式．