Question

5．如图所示是小李家的部分电路，他将电阻丝电阻为40欧的电热水壶插入插座，发现烧开满壶水需要5min，电热水壶的电阻丝产生的热量为3×10⁵J．灯L上标有“220V 40W”．若灯丝和电阻丝的电阻均不随温度变化，求：
（1）火线与零线间的实际电压为多少？
（2）灯L的电阻为多大？
（3）开关S闭合时，灯L的实际功率是多少？

Answer 1

分析 知道电热水壶的电阻值、加热时间和在这段时间内产生的热量，利用Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$求电热壶两端的电压；
根据灯的铭牌可以求灯丝电阻，又求出了实际电压，利用电功率的公式求灯的实际电功率．

解答 解：（1）因为电热水壶的电阻丝产生的热量Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$所以电热壶两端的电压：U=$\sqrt{\frac{QR}{t}}$=$\sqrt{\frac{3×1{0}^{5}J×40Ω}{5×60s}}$=200V，
所以火线与零线间的实际电压为200V；
（2）由灯的铭牌可求灯丝电阻：R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω，
（3）灯泡的实际功率为：P_实=$\frac{{{U}_{实}}^{2}}{R}$=$\frac{（200V）^{2}}{1210Ω}$=33W．
答：（1）火线与零线间的实际电压为200V；
（2）灯泡的电阻为1210Ω；
（3）灯L的实际功率是33W．

点评 本题考查了电功的计算、电热的计算、电功率的计算，涉及到灯铭牌的利用，知识点多，属于难题．