Question

11．如圖1所示，燈泡標(biāo)有“220V  110W”．

（1）在圖2中畫出燈泡和開關(guān)的連線，并接入家庭電路．
（2）接入電路后，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光，求：
①燈泡的電流．
②燈絲的電阻
③通電1小時(shí)，燈泡消耗的電能．
（3）這種燈泡現(xiàn)正被發(fā)光效率更高的節(jié)能燈代替．節(jié)能燈的發(fā)光效率高，其中一個(gè)原因是節(jié)能燈表面溫度比白熾燈低．請你結(jié)合效率的含義，從能量轉(zhuǎn)化的角度，簡述節(jié)能燈為什么節(jié)能？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)安全用電原則，開關(guān)與火線相連；
（2）已知燈泡標(biāo)有“220V  110W”．根據(jù)P=UI可求得燈泡的電流；再利用歐姆定律變形可求得電阻；已知電功率和通電1小時(shí)，利用W=Pt可求得燈泡消耗的電能．
（3）根據(jù)白熾燈消耗的電能有很大一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有一小部分轉(zhuǎn)化為光能；節(jié)能燈消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為光能分析即可．

解答 解：（1）將開關(guān)與火線相連，燈泡左端與零線相連，右端與開關(guān)相連，如圖所示：

（2）①由P=UI可得，燈泡的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{110W}{220V}$=0.5A；
②由I=$\frac{U}{R}$可得，燈絲的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{0.5A}$=440Ω；
③由P=$\frac{W}{t}$可得，燈絲消耗的電能W=Pt=0.1kW×2h=0.11kW•h；
（3）白熾燈消耗的電能有很大一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有一小部分轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光效率較低；節(jié)能燈消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光效率較高；同等亮度下，節(jié)能燈的功率較低，因此使用節(jié)能燈可以節(jié)能．
故答案為：
（1）如圖所示；
（2）①燈泡的電流為0.5A．
②燈絲的電阻為440Ω
③通電1小時(shí)，燈泡消耗的電能為0.11kW•h．
（3）白熾燈消耗的電能有很大一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有一小部分轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光效率較低；節(jié)能燈消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光效率較高；同等亮度下，節(jié)能燈的功率較低，因此使用節(jié)能燈可以節(jié)能．

點(diǎn)評 本題考查電流和電能的計(jì)算以及節(jié)能的措施，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，解題過程中要注意單位的換算．