试题

小红家电能表的铭牌如图所示，她发现家中的灯泡比平常亮，猜测可能是电压超过了220V，为了证实她的猜测，她做了如下实验：关闭家中其它用电器，只开一盏“220V 100W”的白炽灯，观察到电能表的转盘在40min内转动121转．
（1）这盏灯的电阻多大？（不计温度对电阻的影响）
（2）这盏灯在1min内消耗的电能是多少焦耳？
（3）小红家中的实际电压是多少？
（4）为使这盏灯正常发光，应串联一个多大的电阻？

解：（1）∵P=

U2

R

，
∴灯泡电阻：
R_L=

U 2 L额

PL额

=

(220V)2

100W

=484Ω；
（2）40min内灯消耗的电能：
W_总=

1kW·h

1500r

×121r=

121

1500

kW·h=

121

1500

×3.6×10⁶J=2.904×10⁵J，
1min内消耗的电能：W=

2.904×105J

40

=7.26×10³J；
（3）灯泡实际功率P=

W

t

=

7.26×103J

60s

=121W，
∵P=

U2

R

，
∴实际电压：
U=

PR

=

121W×484Ω

=242V；
（4）∵P=UI，
∴灯泡正常工作时的电流：
I=

P额

U额

=

100W

220V

=

5

11

A，
∵I=

U

R

，
∴串联电阻阻值：
R=

UR

I

=

U-UL额

I

=

242V-220V

5 11 A

=48.4Ω；
答：（1）这盏灯的电阻为484Ω；
（2）这盏灯在1min内消耗的电能为7.26×10³J；
（3）小红家中的实际电压是242V；
（4）为使这盏灯正常发光，应串联一个48.4Ω的电阻．
解：（1）∵P=

U2

R

，
∴灯泡电阻：
R_L=

U 2 L额

PL额

=

(220V)2

100W

=484Ω；
（2）40min内灯消耗的电能：
W_总=

1kW·h

1500r

×121r=

121

1500

kW·h=

121

1500

×3.6×10⁶J=2.904×10⁵J，
1min内消耗的电能：W=

2.904×105J

40

=7.26×10³J；
（3）灯泡实际功率P=

W

t

=

7.26×103J

60s

=121W，
∵P=

U2

R

，
∴实际电压：
U=

PR

=

121W×484Ω

=242V；
（4）∵P=UI，
∴灯泡正常工作时的电流：
I=

P额

U额

=

100W

220V

=

5

11

A，
∵I=

U

R

，
∴串联电阻阻值：
R=

UR

I

=

U-UL额

I

=

242V-220V

5 11 A

=48.4Ω；
答：（1）这盏灯的电阻为484Ω；
（2）这盏灯在1min内消耗的电能为7.26×10³J；
（3）小红家中的实际电压是242V；
（4）为使这盏灯正常发光，应串联一个48.4Ω的电阻．