一天,小明注意到家中的灯泡比平常亮,猜测可能是电压超过了220V,为了证实他的猜测,他做了如下实验:关闭家中其他用电器,

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  • 解题思路:知道电灯的额定电压和额定功率可以由P=

    U

    2

    R

    求得灯泡的电阻;由电能表上的标示,我们可以求出电表转盘每转一转时显示的电能,进而求出这一盏灯在20min内消耗的电能,知道消耗的电能和电阻可以求得灯泡上的实际电压;为使电灯正常工作,应保证灯泡上电压为220V,而求出的电压高于220V,故需串联一电阻来分担多余的电压.由串并联电路的特点可求出这一电阻的阻值.

    (1)这盏灯的电阻R=

    U2

    P=

    (220V)2

    100W=484Ω.

    (2)在20min时间内这盏灯消耗的电能W=[121/3000KW•h=

    121

    3000]×3.6×106J=1.452×105J,

    (3)实际功率是P=[W/t]=

    1.452×105J

    20×60s=121W.

    由P=UI=

    U2

    R得,实际电压可表示为U2=PR,

    即:U=

    PR=242V.

    (4)若使灯泡正常发光,灯泡两端的电压为220V需串联一个电阻R;

    则:加在R两端的电压UR=242V-220V=22V,

    IR=[P/U]=[100W/220V]=[5/11]A,

    R=

    UR

    IR=[22V

    5/11A]=48.4Ω;

    所以应串联一个48.4Ω的电阻.

    答:(1)这盏灯的电阻为484Ω;

    (2)20min内灯消耗的电能是1.452×105J;

    (3)电灯上的实际电压为242V;

    (4)如果让使灯正常发光,应串一48.4Ω的电阻.

    点评:

    本题考点: 电功的计算;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电能表参数的理解与电能的求法.

    考点点评: 本题为一综合考查的题目,对题目中给出的每一条件都要仔细考虑,找出我们需要的信息,从而联系我们所学知识进行解决.

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