Question

7．圖1是我們都熟悉的電燈，其原理使用過程中都涉及到很多物理電學知識，比如：
（1）某燈泡標有“220V 40W”，其中“40W”的含義是燈泡額定功率是40W．
（2）燈泡正常工作時，燈絲熱的發(fā)光，可和燈泡連接的導線不怎么熱，原因是燈絲的電阻比導線的電阻大，通過相同的電流時，產(chǎn)生的熱量多．
（3）小明通過觀察發(fā)現(xiàn)，同樣規(guī)格的燈泡正常工作時，要比新燈泡暗 一些，通過分析，原來是用舊的燈泡的電阻由于升華要比新燈泡的電阻大，在正常工作時，實際功率變化造成的．
（4）普通的白熾燈原理是利用電流的熱效應工作的，其發(fā)光效率不高，現(xiàn)在多數(shù)家庭已經(jīng)開始用圖2的節(jié)能燈取代白熾燈，一個12w的節(jié)能燈與一個60w的白熾燈發(fā)光強度相同，若每天工作5小時，一個節(jié)能燈一個月（30天）可以節(jié)約7.2kW•h的電能．

Answer 1

分析 （1）用電器在單位時間消耗的電能叫做電功率，電功率是描述用電器消耗電能快慢的物理量；②用電器正常工作時的電壓叫額定電壓，用電器在額定電壓下的功率是額定功率．
（2）由焦耳定律Q=I²Rt可知電阻的發(fā)熱量與電阻的阻值、電流及通電時間有關．
（3）物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫做升華，物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫做凝華．
電阻是導體自身的一種特性，電阻大小與導體的長度、材料、橫截面積和溫度有關．若燈泡的電阻變大，而電源電壓不變，由電功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析燈泡實際功率變化情況．
（4）電流有熱效應、化學效應和磁效應等等；從能量轉化角度講，電流通過導體，電能轉化為熱能．
白熾燈的電功率減去節(jié)能燈的功率即為節(jié)約的功率，根據(jù)W=Pt求出一個月能節(jié)約的電能．

解答 解：（1）一個燈泡的銘牌上標有“220V  40W”，其中220V是燈泡的正常工作電壓，叫額定電壓；40W是燈泡正常工作時的功率，叫額定功率；“40W”的含義是燈泡的額定功率是40W；
（2）燈絲與導線是串聯(lián)在電路中，因燈絲電阻大，導線的電阻很小，由公式Q=I² Rt可知，當通過它們的電流和通電時間相同時，電流產(chǎn)生的熱量跟電阻成正比，因此導線幾乎不發(fā)熱，燈絲產(chǎn)生了更多的熱量；
（3）白熾燈泡用久了，燈絲受熱升華變?yōu)殒u蒸氣故變細，樣燈絲的電阻變大，當接在照明電路時由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知燈泡的實際功率變小，所以燈泡的亮度會比新的暗些．
（4）電燈將電能轉化為熱能，利用電流的熱效應工作；
一個月能節(jié)約的電能：
W_節(jié)約=P_節(jié)約t=（P_白-P_節(jié)）t=（60×10^-3kW-12×10^-3kW）×5h×30=7.2kW•h．
故答案為：燈泡額定功率是40W；（2）大；（3）暗；大；（4）熱效應；7.2．

點評 本題考查了電功率的物理意義和對額定電壓、額定功率概念、以及電功率的計算等知識的掌握，其中用電器的工作狀態(tài)決定于實際功率是學習的難點．