小明家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示的电路,L1和L2都是“220V  40W”。请回答下列问题:(设灯泡的电阻不变化,电源电

小明家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示的电路,L1和L2都是“220V  40W”。请回答下列问题:(设灯泡的电阻不变化,电源电

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小明家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示的电路,L1和L2都是“220V  40W”。请回答下列问题:(设灯泡的电阻不变化,电源电压变化忽略不计)
(1)L1灯泡的电阻是多少?闭合开关S1和S2,L1正常发光,工作5h消耗的电能是多少?
(2)断开S2,闭合S1,让两灯泡都发光,深夜灯泡就不容易烧掉了,请计算此时L1两端的电压。
(3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少?
答案
(1)1210W,0.2 kW·h (2) 110V (3)20W
解析
分析:两个开关都闭合时,L2被短路,只有L1接入电路,正常发光,当S1断开时,两灯都接入电路串联在电源两端,可由欧姆定律求解出L2上的电压.求功率时可将它们当成一个用电器来考虑.
解答:解:(1)乙灯泡的电阻R===1210Ω
L1正常工作5h消耗的电能W=Pt=0.04kW×5h=0.2kW?h
(2)断开S2,闭合S时,电流I===A
L1两端的电压U1=IR1=A×1210Ω=110V
(3)两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率P=UI=220V×A=20W.
答:L1灯泡的电阻为1210Ω,L1正常工作5h消耗的电能为0.2kW?h,L1两端的电压为110V,两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率为20W.
举一反三
(6分)在如图24所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,电流表的规格为“O~0.6A”,电压表的规格为“O~15V”,灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡中的电流随电压变化的关系如图所示.试求:
 
⑴灯泡正常发光时的电流.
⑵当电流表示数为0.4A时,电压表的示数.
⑶灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率.
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在测定盐水的密度时,可用托盘天平测盐水的      ,用量筒测盐水的    。图电学实验中常用的滑动变阻器,它的铭牌上标明的“2A”表示             。电压表测量干电池的电压时,       用导线直接将干电池的两极跟电压表的接线柱相连(选填“能”或“不能”)                                                                               
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图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。煮饭时,接通电源(220V50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合。(已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃)
请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1,电饭锅 的内胆是否会熔化?为什么?
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
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图中电源电压保持不变,R2的电阻为5Ω,闭合开关,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A,则( )
A.R2两端的电压小于3V
B.R1、R2中的电流均为0.3A
C.R1与R2的等效电阻为15Ω
D.R2的电功率为1.8W

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一台“220V  1000W”的电热水器,正常工作10min消耗的电能是__________J,如果该能量的70%被水吸收,能使____________kg的水温度升高20℃【c=4.2×103J/(kg·℃)】。
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