Question

為了調(diào)節(jié)臺(tái)燈燈光的亮度，小宇提出了一個(gè)設(shè)想，如圖所示，已知燈L規(guī)格為“220V 100W“，電源電壓為220V．當(dāng)開關(guān)S撥向觸點(diǎn)1時(shí)，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)開關(guān)S撥向觸點(diǎn)2時(shí)，燈的實(shí)際功率為額定功率的一半，問：小宇的設(shè)想是否合理？（燈的電阻假設(shè)不變）

Answer 1

【答案】分析：已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈泡的電阻，當(dāng)開關(guān)S撥向觸點(diǎn)2時(shí)，根據(jù)P=I²R求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)P=UI求出電路的總功率，總功率和燈泡的實(shí)際功率之差即為電阻消耗的電功率，再結(jié)合安全方面判斷小宇的設(shè)想是否合理．
解答：解：燈泡的電阻為R_L===484Ω；
當(dāng)開關(guān)S撥向觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為50W，
此時(shí)電路中的電流為I==≈0.32A，
此時(shí)電路的總功率為P=UI=220V×0.32A=70.4W，
電阻消耗的電功率為P_R=P-P_L=70.4W-50W=20.4W；
由以上計(jì)算可知，小宇的設(shè)想雖然達(dá)到調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度的目的，但電阻消耗的功率為20.4W，
這樣既浪費(fèi)了電能，又不安全，所以此設(shè)計(jì)不合理．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功率的計(jì)算和串聯(lián)電路電流特點(diǎn)，關(guān)鍵是電功率公式的靈活選取，即P=UI、P=和P=I²R．