Question

（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）节能是这个时代的主旋律。小强要测量一盏节能灯的额定功率，他利用如图甲所示的照明电路，将标有“220V60W”的白炽灯L₁和标有“220V4W-40W”的节能灯L₂正确接入电路中，当开关S₁和S₂都闭合时，两盏灯都正常发光，且在2000s内，标有1800r/kWh的电能表转了71转。试问：

（1） 节能灯的发光功率是多少？

（2） 当开关S₁和S₂都断开时，小明将图乙所示的电路插入照明电路的插座内。超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它的电阻R随电流I变化关系如图丙所示，L为用电器。为使用电器短路后电路仍能保持稳定状态，超导电阻R应满足什么条件？

（3） 在R满足一定条件时，有人把超导限流器称为“不断电保险丝”，请你说明理由。

Answer 1

解：（1）电能表转了71转消耗电能E=（71÷1800）kWh=（71÷1800）×3600×10³J，两盏灯的总发光功率为E/t=（71÷1800）×3600×10³J÷2000s=71W。节能灯的发光功率是71W-60W=11W。

（2）由图丙可知，当电流小于20A时，超导限流器电阻为零；当电流大等于20A时，超导限流器电阻R=U/I=11Ω。

即超导电阻R应满足用电器短路后电路中电流达到20A时超导电阻R突变为11Ω。

（3）当电路电流小于某一电流值(20A)时,限流器电阻为0,电路正常工作；当电路短路时，限流器电阻为一定值，电路电流减小，处于稳定状态。电路中仍有电流，电路没有被切断。