Question

10．为进行节能灯和白炽灯耗能情况的比较研究．
（1）小明和小华打开客厅内的一盏节能灯，节能灯正常发光．接着他们找到了小明家的电能表，如图所示，由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过8.8×10³W．
（2）他们以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，1min中内电能表指示灯闪烁了50次，根据该数据可算出小明家电路中电流做功的功率为1000W． 
（3）小明感到此结果与普通节能灯的功率明显不符，其原因最可能是C
A．小明家的节能灯比较特殊，功率很大
B．小明在时间测量中存在一定的误差
C．小明没有关闭其他的用电器
D．小明在计数存在错误
（4）小明解决了研究中存在的问题后，再次回到电能表前，仍以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，计时1min，电能表指示灯还未闪烁，因而无法计算节能灯电功率，于是他们各自提出不同的实验方案：
小明的方案：测量3min内电能表指示灯闪烁的次数，计算出节能灯的电功率；
小华的方案：测量电能表指示灯闪烁3次所用时间，计算出节能灯的电功率．
你认为小华（选“小明”或“小华”）的方案更合理．
（5）小华按自己方案操作，以指示灯某次闪烁开始计时，并记为第1次，到指示灯闪烁第4次结束计时，刚好360s，则小明家节能灯的电功率10W．若该节能灯与60W的普通白炽灯亮度相同，则该节能灯与亮度相同的白炽灯相比，可以节约83.3%的电能．

Answer 1

分析 （1）已知电能表的额定电压和标定电流，根据公式P=UI可求电路的最大功率；
（2）已知电能表每消耗1kw•h的电能，转盘就转过2500r；可求转动5r消耗的电能；根据公式P=$\frac{W}{t}$求出电功率；
（3）节能灯的功率大约十几瓦，所以此时计算出的结果为1000W，故相差很大，所以据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的；
（4）据实际情况分析即可判断；
（5）知道电能表闪烁3次的时间刚好360s，故结合电能表的名牌可以计算出节能灯的电功率；
根据W=Pt表示出白炽灯消耗的电能和节能灯消耗的电能，两者之差即为节约的电能，节约的电能与白炽灯消耗的电能之比即为节约电能的百分比．

解答 解：（1）据电冰箱的表盘参数可知，家中用电器的总功率不能超过P_大=UI=220V×40A=8.8×10³W；
（2）1min中内电能表指示灯闪烁了50次，故闪烁50次消耗的电能W=$\frac{1}{3000}$kW•h×50=$\frac{1}{60}$kW•h；
电功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{\frac{1}{60}kW•h}{\frac{1}{60}h}$=1kW=1000W；
（3）节能灯的功率大约十几瓦，所以此时计算出的结果为1000W，故相差很大，所以据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的，故选C；
（4）据实际情况可知，若是节能灯的功率很小，所以即使是工作3min，所消耗的电能仍然是很少的，所以也有可能闪烁不了几次，故不好记录；
故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的，所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理，故小华的方案更合理；
（5）此时消耗的电能是：W=W=$\frac{1}{3000}$kW•h×3=$\frac{1}{1000}$kW•h；
故此时节能灯的电功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{\frac{1}{1000}kW•h}{\frac{360}{3600}h}$=0.01kW=10W；
节能灯泡可以节约电能的百分比：
η=$\frac{{W}_{白炽灯}-{W}_{节能灯}}{{W}_{白炽灯}}$×100%
=$\frac{{P}_{白炽灯}t-{P}_{节能灯}t}{{P}_{白炽灯}t}$×100%
=$\frac{{P}_{白炽灯}-{P}_{节能灯}}{{P}_{白炽灯}}$×100%
=$\frac{60W-10W}{60W}$×100%
≈83.3%．
故答案为：（1）8.8×10³；（2）1000；（3）C；（4）小华；（5）10；83.3．

点评 该题考查了电能表参数的理解、电能的计算、电功率的计算及节约电能效率的计算，是一道综合题，难度较大，能理清题意，并能熟练的利用公式进行计算是解决该题的关键．