某同学发现深夜家里的台灯比傍晚时要亮,学习了电功率的知识后,他知道这与电灯两端的电压有关系.但家中没有电压表,他借助家中的电能表测得,傍晚只亮这盏台灯时,在4min10s内电能表的转盘转了2转,电能表的铭牌如图所示,电灯的铭牌上标有“220V 25W”的字样.请你帮他估算出此时:(1)台灯两端的实际电压和实际功率;(2)说明在此估算过程中用到了哪些近似?

问题描述:

某同学发现深夜家里的台灯比傍晚时要亮,学习了电功率的知识后,他知道这与电灯两端的电压有关系.但家中没有电压表,他借助家中的电能表测得,傍晚只亮这盏台灯时,在4min10s内电能表的转盘转了2转,电能表的铭牌如图所示,电灯的铭牌上标有“220V 25W”的字样.请你帮他估算出此时:

(1)台灯两端的实际电压和实际功率;
(2)说明在此估算过程中用到了哪些近似?

(1)转动2转消耗的电能W=

2R
1800R/kW•h
=
1
900
kw•h=4000J,
工作时间t=4min10s=250s,
台灯的实际功率P=
W
t
=
4000J
250s
=16W,台灯的电阻R=
U2
P
=
(220V)2
25W
=1936Ω,
所以台灯的实际电压U=
PR
=
16W×1936Ω
=176V.
答:台灯两端的实际电压和实际功率分别为176V和16W.
(2)计算时没有考虑灯丝温度对电阻的影响,近似认为灯丝电阻不变;没有考虑电路电压对电能表工作的影响.
答案解析:(1)从电能表上得知,每消耗1kw•h的电能,电能表转动1800转,可求转动2转消耗的电能,根据公式P=
W
t
可求台灯的实际功率,已知台灯的额定电压和额定功率,根据公式R=
U2
P
可求台灯的电阻,最后利用公式P=
U2
R
求出台灯两端的电压.
(2)近似认为台灯电阻不变,电能表的工作电压近似认为220V等.
考试点:电功率的计算;物理量的单位及单位换算;欧姆定律的应用;电能表参数的理解与电能的求法.

知识点:本题考查电能、实际功率、实际电压、电阻等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,还要正确理解电能表的各个参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算.