Question

節(jié)能是這個(gè)時(shí)代的主旋律。小明要測(cè)量一盞節(jié)能燈的額定功率，小明利用如圖1所示的照明電路，將標(biāo)有“220V 60W”的白熾燈L₁和標(biāo)有“220V 4W~40W”的節(jié)能燈L₂正確接入電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，兩盞燈都正常發(fā)光，且在2 000s內(nèi)，標(biāo)有1 800revs/kW?h電能表轉(zhuǎn)了71轉(zhuǎn)。求：

（1）節(jié)能燈的額定功率是多少？

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，小明將如圖2所示電路插入照明電路的插座內(nèi)。超導(dǎo)限流器是一種短路故障電流限制裝置，它的電阻R隨電流I變化關(guān)系如圖3所示，L為用電器。（3）為使用電器L短路后電路仍能保持穩(wěn)定狀態(tài)，超導(dǎo)電阻R應(yīng)滿足什么條件?（4）在R滿足條件時(shí)，有人把超 圖1導(dǎo)限流器稱為“不斷電保險(xiǎn)絲”，請(qǐng)你說(shuō)明理由。

　　　　　　　

Answer 1

解：（1）兩盞燈在2 000s內(nèi)消耗的電能是W=71×3.6×10⁶ J/1800

        兩盞燈的功率是P=W/t=71×3.6×10⁶ J/(1800×2000s)=71W

        節(jié)能燈的額定功率為71 W－60 W=11W

       節(jié)能燈的電阻為R=U²/P=(220V)²/11W=4400Ω

      （2）L被短路后，為使電路保持穩(wěn)定狀態(tài)，限流器電阻不能為0，此時(shí)I≥20A，所以R=U/I≤220V/20A=11Ω，所以R≤11Ω

 （3）當(dāng)電路電流小于某一電流值（20A）時(shí)，限流器電阻為0，電路正常工作；當(dāng)電路短路時(shí)，限流器電阻為一定值，電路電流減小，處于穩(wěn)定狀態(tài)，電路中仍有電流，電路沒(méi)有被切斷。