Question

一亮度可調的臺燈（由滑動變阻器與燈泡串聯來調節亮度），白熾燈泡上標有“220V，40W”的字樣，臺燈最暗時燈泡的功率為10W，此時臺燈消耗的功率為

 

W；若燈泡消耗的電能有1%轉化為頻率為5×10¹⁴Hz的光子，該燈泡最暗時每秒鐘可發出

 

個該頻率的光子．（不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，已知普朗克常量為h=6.63×10^-34J?s）

Answer 1

分析：由電功率公式的變形公式求出燈絲電阻，求出燈泡實際功率為10W時的電路電流；由P=UI求出臺燈消耗的功率；
求出燈泡轉化為光子的能量，然后由E=hγ的變形公式求出光子個數．

解答：解：燈泡電阻R=

U 2 額

P額

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
燈泡功率P=10W時，通過燈泡的電流I=

P R

=

10W 1210Ω

=

1

11

A，
此時臺燈消耗的功率P_臺燈=UI=220V×

1

11

A=20W；
燈泡消耗的電能轉化為光子的能量Ptη=nhγ，
每秒（t=1s）燈泡發出的光子數n=

Ptη

hγ

=

10W×1s×1%

6.63×10-34J?s×5×1014Hz

=3.02×10¹⁷；
故答案為：20；3.02×10¹⁷．

點評：由電功率公式的變形公式求出燈泡電阻及燈泡功率為10W的電路電流，然后可以求出臺燈的總功率；
應用E=hγ是求光子數的關鍵．