Question

（2007?宜宾）小明同学学习了家庭电路知识后，他研究了家中的照明灯具．他家中的灯具有两类，一类是日光灯，另一类是白炽灯．他查有关资料得知：日光灯的玻璃灯管实际上是一种低气压放电管，灯管两端装有电极（俗称灯丝），内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质．制造时抽去空气，充入少量水银和氩气．通电后，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，紫外线激发荧光物质使其发出可见光，即“光致发光”．

吊臂前端起重质量（kg）	700
最大起重质量（kg）	3000
最大提升速度（m/s）	0.7
独立使用高度（m）	30.5
平衡块质量（kg）	6000
总功率（kW）	24

（1）“光致发光”中的第一个“光”指的是

紫外线

．
（2）下边是明亮程度相当的白炽灯和日光灯的对照表，请补充完整表格内容．

灯名称	发光原理	功率（w）	工作温度（℃）
白炽灯		150	2400
日光灯	光致发光	40	50

（3）从能量角度分析白炽灯发光效率不高的原因

能大部分转化为内能，少部分转化为光能

．
（4）他利用学到的知识设计了一种可调节灯光亮度的电路，如图所示，将此电路接入家庭电路中时，A接

火

线（选：“火”“零”）．他所用的电阻R₁阻值为200Ω，R₂的阻值为284Ω，当开关扳向触点1时，灯泡正常发光．已知灯泡的规格为“220V，100W”，电源电压为220伏，当开关S分别扳向触点1、2、3时灯泡的亮度随之发生变化．问：当开关S扳向哪个触点时，灯变得最暗，此时小灯泡实际消耗的电功率是多少？（设灯泡的电阻不随温度的改变而改变）

Answer 1

分析：（1）根据题意“紫外线激发荧光物质使其发出可见光”进行解答；
（2）根据电功的实质进行解答，即灯丝发光发热是电能转化为内能；
（3）灯泡发光时同时发热，将电能转化为内能和光能，灯泡的温度越低，越省电；
（4）根据安全用电常识可知开关应控制火线；改变触点的位置，电路中的总电阻会随之改变，根据I=

U

R

分析电路中电流的变化，电流越小，灯泡的亮度会变暗；先根据R=

U2

P

求出灯泡的电阻，然后根据欧姆定律求出电路中电流，再根据P=I²R求出小灯泡实际消耗的电功率．

解答：解：（1）“光致发光”中的第一个“光”指的是紫外线；
（2）白炽灯是靠电流通过灯丝产生的热效应来发光，故完整表格内容如下：

灯名称	发光原理	功率（W）	工作温度（℃）
白炽灯	电流的热效应	150	2400
日光灯	光致发光	40	50

（3）灯泡发光时，就是把电能转化为内能和光能，同样发光的情况下，荧光灯的温度比较低说明电能转化的内能比较少，耗电少；
（4）当开关S扳向触点3时，灯泡最暗，
由P=

U2

R

可得，灯泡的电阻：
R_L=

U2

P

=

(220V)2

100W

=484Ω；
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的电流：
I=

U

R1+R2+R3

=

220V

200Ω+284Ω+484Ω

=

5

22

A，
此时小灯泡实际消耗的电功率：
P_L′=I²R=（

5

22

A）²R_L=25W．
故答案为：
（1）紫外线；  
（2）电流的热效应；
（3）电能大部分转化为内能，少部分转化为光能；
（4）火线；S扳向3时灯最暗；此时小灯泡实际消耗的电功率是25W．

点评：本题考查电阻、电流、电功率的计算以及电功的实质，关键是公式及其变形的灵活运用和能从题中获取有用的信息．