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小丹積極響應“節(jié)約用電,低碳環(huán)!钡奶栒,他家里新安裝一盞可調光燈,燈泡上標有“220V40W”字樣,如圖所示為簡化電路圖,其中滑動變阻器最大值為1210Ω,(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1h比最亮時工作1h可節(jié)約多少電能?

【答案】分析:(1)已知燈泡的額定電壓和額定功率,根據公式R=可求燈泡的電阻.
(2)要求燈泡發(fā)光最暗時的電功率是多少,首先要明確當滑動變阻器的阻值最大是1210Ω時,燈泡發(fā)光最暗,然后根據I=可求出流經燈泡的電流,再利用P=I2R即可求出結論.
(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為40W,由(2)已經求出燈泡發(fā)光最暗時的電功率,然后利用W=Pt即可求出工作1h消耗的電能,兩者之差即為節(jié)約的電能.
解答:解:(1)燈泡的電阻RL===1210Ω.
答:燈泡的電阻為1210Ω.
(2)當滑動變阻器的阻值最大是1210Ω時,燈泡發(fā)光最暗,則流經燈泡的電流I====A,
燈泡發(fā)光最暗時的電功率P=I2RL=×1210Ω=10W.
答:燈泡發(fā)光最暗時的電功率是10W.
(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=40W=4×10-2kw,工作1h消耗的電能W1=Pt=4×10-2kw×1h=4×10-2kw?h;
燈泡發(fā)光最暗時的電功率P=10W=1×10-2kw,工作1h消耗的電能W2=Pt=1×10-2kw×1h=1×10-2kw?h;
該電路在燈發(fā)光最暗時工作1h比最亮時工作1h可節(jié)約的電能W=W1-W2=4×10-2kw?h-1×10-2kw?h=3×10-2kw?h.
答:該電路在燈發(fā)光最暗時工作1h比最亮時工作1h可節(jié)約3×10-2kw?h的電能.
點評:本題考查電阻、電流和實際功率的計算,關鍵是公式及其變形的靈活運用,難點是知道滑片在移動過程中燈泡功率的變化,要知道串聯電路電流的規(guī)律.
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