Question

9．啟東市城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造后，家用電能表全部改用精度高、能耗少的脈沖式數(shù)字電能表，小明家電能表的表盤上有“3000imp/（ kW•h）”、“220V、20A”等信息，若小明關閉其它所有的用電器，只接通一只“220V、100W”的電燈，使其正常工作1h，則電燈消耗的電能是3.6×10⁵J，合0.1kW•h，電能表的指示燈閃爍了300次，傍晚時，小明發(fā)現(xiàn)在2min內(nèi)自己家的電能表指示燈閃爍了100次，則小明家正在使用的電器總功率為1000W．小明為了弄清楚“用久了的白熾燈發(fā)光變暗”的原因，他只將家里的一盞標有“220V40W”的舊白熾燈打開，在爸爸的幫助下測出了燈泡兩端的電壓為220V，利用電能表和手表配合測出白熾燈的電功率為36W，導致白熾燈的實際功率低于額定功率的原因為用久了的燈泡燈絲變細，電阻變大．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓和工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能；1kW•h=是3.6×10⁶J，
（2）已知脈沖式電能表表盤上有“3 000imp/kW•h”的信息，指示燈閃爍一次消耗的電能為 $\frac{1}{3000}$kW•h，消耗的電能已經(jīng)求出，可求指示燈閃爍的次數(shù)．
（3）已知電路消耗1kw•h的電能電能表的轉(zhuǎn)數(shù)，可求電能表的指示燈閃爍100次消耗的電能，還知道工作的時間，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求他家里正在使用的用電器總功率．
（4）燈泡鎢絲受熱會升華而變細，在材料、長度不變時，鎢絲變細造成電阻變大，由功率公式可知：在電壓不變時，電功率隨著電阻增大而減�。�功率變小，燈泡變暗．

解答 解：（1）燈泡功率P=100W=0.1kW，
電燈消耗的電能W=Pt=0.1kW×1h=0.1kW•h=3.6×10⁵J，
（2）根據(jù)電能表參數(shù)知：指示燈閃爍一次消耗的電能為$\frac{1}{3000}$kW•h，
又電燈1h消耗的電能是：0.1kW•h，
指示燈閃爍的次數(shù)為$\frac{0.1kW•h}{\frac{1}{3000}imp/（kW•h）}$=300imp．
（3）電能表的指示燈閃爍100次消耗的電能W₁=$\frac{100}{3000}$kW•h=$\frac{1}{30}$kW•h，t₁=2min=$\frac{1}{30}$h，
所以他家里正在使用的用電器總功率為P_總=$\frac{{W}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{\frac{1}{30}kW•h}{\frac{1}{30}h}$=1kW=1000W．
（4）白熾燈長時間使用，燈絲因升華逐漸變細，在材料、長度不變時，導體越細，電阻越大，顯然長時間使用后燈絲的電阻要增大．由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓不變的情況下，電功率隨著電阻增大而減小，故長時間使用后燈泡的實際功率低于所標的額定功率．
故答案為：3.6×10⁵；0.1；300；1000；用久了的燈泡燈絲變細，電阻變大．

點評 本題考查時間、消耗的電能和用電器功率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，還要理解電能表參數(shù)的物理意義，在解題過程中要注意單位的換算．