Question

張宇同學家的浴室新安裝了一臺可供冬季取暖和照明的電器，俗稱“浴霸”，如圖甲所示．它的簡化電路圖如圖乙所示，其中L為標有“220V 40W”照明燈，L₁、L₂、L₃、L₄均為標有“220V 300W”的紅外線取暖燈，已知每盞取暖燈正常工作時的效率為80%
問：（1）照明燈正常工作時通過燈絲的電流是多少？
（2）通常在洗浴前10min只閉合開關S₁、S₂開啟紅外線取暖燈給浴室預熱，問在這10min內“浴霸”消耗的電能是多少？轉化成的內能又是多少？

Answer 1

分析：（1）知道照明燈的額定功率和額定電壓，可利用公式I=

P

U

計算出照明燈正常工作時通過燈絲的電流．
（2）由圖可知，閉合開關S₁、S₂時四個取暖燈全部打開且都正常發光，則可以計算出四燈的總功率，知道工作時間，可利用公式W=Pt計算出消耗的電能；又知道每盞取暖燈正常工作時的效率為80%，從而可以利用公式Q=Wη計算出獲得的內能．

解答：解；（1）∵照明燈正常工作，而U_L=220V，P_L=40W，
∴照明燈正常工作時通過燈絲的電流為：I_L=

PL

UL

=

40W

220V

≈0.18A．
（2）閉合開關S₁、S₂，因為四個取暖燈全部正常工作，所以電路中總電功率為：P=300W×4=1200W，
而t=10min=600s，
∴“浴霸”消耗的電能為：W=Pt=1200W×600s=7.2×10⁵J，
又∵每盞取暖燈正常工作時的效率為η=80%，
∴獲得的內能為：Q=Wη=7.2×10⁵J×80%=5.76×10⁵J．
答：（1）照明燈正常工作時通過燈絲的電流是0.18A．
（2）在這10min內“浴霸”消耗的電能是7.2×10⁵J，轉化成的內能是5.76×10⁵J．

點評：本題考查電流和消耗電能的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是判斷開關斷開與閉合時電路的連接情況，還要學會從題目所給信息中找到有用的數據．