Question

13．為改善休閑廣場的照明，電力部門要在廣場安裝一盞規(guī)格為“220V  1000W”的碘鎢燈，己知電控室的輸出電壓恒為220V，所需電線總長為400m，所選用電線電阻的規(guī)格為1.65×10^-2Ω/m．求：
（1）所用電線的電阻為多少Ω？
（2）碘鎢燈正常工作的電流是多少？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）實際電路中，相當于碘鎢燈與導線電阻R串聯(lián)（如圖所示），則碘鎢燈工作時，它的實際功率是多少？
（4）要減少電路中電線的功率消耗，可采取什么措施？（寫出一個措施即可）

Answer 1

分析 （1）知道所需電線總長，根據(jù)所選用電線電阻的規(guī)格求出電阻；
（2）碘鎢燈正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出電流；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出碘鎢燈的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出碘鎢燈工作時的實際功率；
（4）要減少電路中電線的功率消耗，從影響電線消耗功率的因素（導體的電阻）上分析．

解答 解：（1）所用電線的電阻：
R_線=1.65×10^-2Ω/m×400m=6.6Ω；
（2）由P=UI可得，碘鎢燈正常工作的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，碘鎢燈的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{線}+{R}_{L}}$=$\frac{220V}{6.6Ω+48.4Ω}$=4A，
碘鎢燈工作時的實際功率：
P_實=I²R_L=（4A）²×48.4Ω=774.4W；
（4）電路中電線要產(chǎn)生熱量而消耗能量，功率為P=I²R可知：
因碘鎢燈與電阻R串聯(lián)；碘鎢燈工作時的電流不能減小；
所以只能減小導線的阻值，又因?qū)�體的電阻與導體的材料，長度，橫截面積有關(guān)，
所以減小輸電線的長度或增大電線的橫截面積或換用電阻比較小的材料．
答：（1）所用電線的電阻為6.6Ω；
（2）碘鎢燈正常工作的電流是4.5A；
（3）碘鎢燈工作時，它的實際功率是774.4W；
（4）減小輸電線的長度或增大電線的橫截面積或換用電阻比較小的材料．

點評 本題考查學生對實際功率的掌握程度，中間比較復雜，注意電線的電阻與燈是串聯(lián)的．