Question

【題目】一天，小明注意到家中的燈泡比平常亮，猜測可能是電壓超過了220V．為了證實他的猜測，他做了如下實驗：關閉家中其他用電器，只開一盞“220V 100W”的電燈，觀察到家中標有“3000r/kWh”字樣的電能表在20min內轉盤轉了121r．（不計溫度對燈絲電阻的影響）

（1）在20min時間內這盞燈消耗的電能的多少？______

（2）小明家此時的實際電壓是多少？________

（3）為使這盞燈能正常發光，應串聯一個多大的電阻？_________

Answer 1

【答案】 1.452×105J 242V 應串一48.4Ω的電阻．

【解析】分析：（1）由電能表上的標示，我們可以求出電表轉盤每轉一轉時顯示的電能，進而求出這一盞燈在20min內消耗的電能；

（2）知道消耗的電能和電阻可以求得燈泡上的實際電壓；

（3）為使電燈正常工作，應保證燈泡上電壓為220V，而求出的電壓高于220V，故需串聯一電阻來分擔多余的電壓．由串并聯電路的特點可求出這一電阻的阻值．

解答：（1）在20min時間內這盞燈消耗的電能

（2）實際功率是，這盞燈的電阻

；由得，實際電壓可表示為，即： ．

（3）若使燈泡正常發光，燈泡兩端的電壓為220V需串聯一個電阻R；則：加在R兩端的電壓， ； ；所以應串聯一個48.4Ω的電阻．

答：（1）這盞燈消耗的電能是1.452×105J；

（2）電燈上的實際電壓為242V；

（3）如果讓使燈正常發光，應串一48.4Ω的電阻．