Question

今年的3月3日（星期六），鹽城市召市民參加三月的每個周六晚上自愿關(guān)燈一小時，倡導(dǎo)節(jié)能減排行動，以共同應(yīng)對全球的氣候變化．響應(yīng)號召3月31日（星期六）鹽中初三的物理興趣小組同學(xué)對燈泡設(shè)計了如圖甲所示的電路圖進行實驗探究，電源為可調(diào)壓直流學(xué)生電源，電壓表量程為“0～15V”，電流表量程為“0～0.6A”，小燈泡標(biāo)有“6V  1.2W”字樣，R為20Ω的定值電阻．小組根據(jù)記錄的電流表和電壓表示數(shù)變化，描繪出U-I關(guān)系圖，如圖乙所示．則：
（1）假設(shè)全市有10萬個家庭每周都響應(yīng)號召，且每個家庭照明燈平均功率約為200W，那么鹽城在今年三月每周關(guān)燈一小時活動中共可節(jié)約多少kw?h的電能？
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)為多少？
（3）調(diào)節(jié)電源電壓，小燈泡與定值電阻R消耗的總功率為0.3W時，小燈泡的實際電功率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由W=Pt可算出節(jié)約的電能．
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R并聯(lián)，電壓表測量的是電源電壓，電流表測干路上的電流．從U-I關(guān)系圖中，可知當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)．
（3）從乙圖中讀出電路消耗的功率為0.3W時，對應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)，進而可求出通過定值電阻的電流大小，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點，進一步可求出通過燈泡的電流大小，然后根據(jù)P=UI計算出其實際功率．
解答：解：（1）家庭照明燈平均功率約為200W：
P=200W×100000=2×10⁷W=2×10⁴kW．
節(jié)約的電能：W=Pt=2×10⁴kW×1h=20000kW?h．
答：共可節(jié)約20000kW?h的電能．
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R并聯(lián)，
由圖象可知：當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)為0.4A．
答：電流表的示數(shù)為0.4A．
（3）當(dāng)電路消耗的總功率為0.3W，從乙圖中可以看出，電流表和電壓表的示數(shù)為0.3A和1V；
此時通過定值電阻R的電流為：I′===0.05A，
通過燈泡的電流為：I_L′=I-I′=0.3A-0.05A=0.25A，
∴燈泡的實際功率為：P_L實=U′I_L′=1V×0.25A=0.25W．
答：燈泡消耗的實際功率為0.25W．
點評：知道并聯(lián)電路的特點，會根據(jù)電功率的計算公式計算電阻和實際功率，并且能夠熟練應(yīng)用歐姆定律．
要注意的是，在（3）題中，若直接根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電阻進行計算，就忽略掉了溫度對于燈絲阻值的影響，這樣的解法是不正確的．