Question

16．如圖是常見的可調(diào)亮度的臺燈及其電路圖，變阻器R的最大阻值為2200Ω．臺燈燈泡上標有“220V 22W”字樣．（忽略溫度計對燈絲電阻的影響）求：
（1）燈泡正常發(fā)光時的電流；
（2）臺燈燈泡的電阻；
（3）臺燈調(diào)到最暗時，燈泡的電功率；
（4）有同學認為臺燈調(diào)光時雖然燈泡暗了，但變阻器卻在耗電，所以此時的臺燈不節(jié)能，你同意這個觀點嗎？請說明理由．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時的電流；
（2）知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和電流，根據(jù)歐姆定律求出臺燈燈泡的電阻；
（3）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，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求出燈泡的電功率；
（4）燈泡越暗時電路中的總電阻越大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電路消耗的總功率的變化，根據(jù)W=Pt可知相同時間消耗電能的變化，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，臺燈燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{220V}{0.1A}$=2200Ω；
（3）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，臺燈最暗，
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=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{220V}{2200Ω+2200Ω}$=0.05A，
燈泡的電功率：
P_L′=I²R_L=（0.05A）²×2200Ω=5.5W；
（4）燈泡變暗時，電路中的總電阻變大，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓一定時，電路消耗的總功率變小，
由W=Pt可知，工作時間相同時，電路消耗的電能少，即越省電，
所以，該同學的觀點是不正確的．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電流為0.1A；
（2）臺燈燈泡的電阻為2200Ω；
（3）臺燈調(diào)到最暗時，燈泡的電功率為5.5W；
（4）不同意；因為電源電壓一定時，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路中的總電阻越大，電路的總功率越小，工作時間一定時，電路就越省電．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，要注意滑動變阻器接入電路中的電阻最大時臺燈處在最省電的工作狀態(tài)．