Question

2．小華想在家中的花園里裝一個如圖1所示的電燈，燈泡上標有“220V   110W”．
（1）在圖2中畫出燈泡和開關的連線，并接入家庭電路；
（2）求這盞燈泡正常發光時的電阻；
（3）由于LED燈具有節能、環保等特點，所以小華將燈泡換成一盞標有“220V  10W”的節能燈，結果照明效果也一樣，則換成節能燈后，一月可以節約多少度電？（假設一個月30天，平均每天用電2h）

Answer 1

分析 （1）根據安全用電原則，開關與火線相連，再與燈泡串聯；
（2）已知燈泡標有“220V  110W”．根據P=UI可求得燈泡的電流；再利用歐姆定律變形可求得電阻；
（3）已知電功率和通電時間，分別求出兩種燈泡一個月消耗的電能，二者之差就是可節約的電能．

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

（2）由P=UI可得，燈泡的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{110W}{220V}$=0.5A；
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，
“220V 110W”的燈泡一個月消耗的電能：W₁=P₁t=0.11kW×2h×30=6.6kW•h；
“220V 10W”的節能燈一個月消耗的電能：W₂=P₂t=0.01kW×2h×30=0.6kW•h；
一個月可節約的電能：△W=W₁-W₂=6.6kW•h-0.6kW•h=6kW•h=6度．
答：（1）如圖所示；
（2）燈泡正常發光時的電阻為440Ω
（3）換成節能燈后，一月可以節約6度電．

點評 本題考查家庭電路的連接，電流、電阻和電能的計算，關鍵是歐姆定律和電功率公式及其變形的靈活運用，解題過程中要注意單位的換算．