Question

2．小华想在家中的花园里装一个如图1所示的电灯，灯泡上标有“220V   110W”．
（1）在图2中画出灯泡和开关的连线，并接入家庭电路；
（2）求这盏灯泡正常发光时的电阻；
（3）由于LED灯具有节能、环保等特点，所以小华将灯泡换成一盏标有“220V  10W”的节能灯，结果照明效果也一样，则换成节能灯后，一月可以节约多少度电？（假设一个月30天，平均每天用电2h）

Answer 1

分析 （1）根据安全用电原则，开关与火线相连，再与灯泡串联；
（2）已知灯泡标有“220V  110W”．根据P=UI可求得灯泡的电流；再利用欧姆定律变形可求得电阻；
（3）已知电功率和通电时间，分别求出两种灯泡一个月消耗的电能，二者之差就是可节约的电能．

解答 解：（1）将开关与火线相连，灯泡左端与零线相连，右端与开关相连，如图所示：

（2）由P=UI可得，灯泡的电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{110W}{220V}$=0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯丝的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{0.5A}$=440Ω；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，
“220V 110W”的灯泡一个月消耗的电能：W₁=P₁t=0.11kW×2h×30=6.6kW•h；
“220V 10W”的节能灯一个月消耗的电能：W₂=P₂t=0.01kW×2h×30=0.6kW•h；
一个月可节约的电能：△W=W₁-W₂=6.6kW•h-0.6kW•h=6kW•h=6度．
答：（1）如图所示；
（2）灯泡正常发光时的电阻为440Ω
（3）换成节能灯后，一月可以节约6度电．

点评 本题考查家庭电路的连接，电流、电阻和电能的计算，关键是欧姆定律和电功率公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算．