一亮度可调的台灯(由滑动变阻器与灯泡串联来调节亮度),白炽灯泡上标有“220V,40W”的字样,台灯最暗时灯泡的功率为10W,此时台灯消耗的功率为______W;若灯泡消耗的电能有1%转化为频率为5×1014Hz的光子,该灯泡最暗时每秒钟可发出______个该频率的光子.(不考虑灯泡电阻随温度的变化,已知普朗克常量为h=6.63×10-34J•s)

问题描述:

一亮度可调的台灯(由滑动变阻器与灯泡串联来调节亮度),白炽灯泡上标有“220V,40W”的字样,台灯最暗时灯泡的功率为10W,此时台灯消耗的功率为______W;若灯泡消耗的电能有1%转化为频率为5×1014Hz的光子,该灯泡最暗时每秒钟可发出______个该频率的光子.(不考虑灯泡电阻随温度的变化,已知普朗克常量为h=6.63×10-34J•s)

灯泡电阻R=

U
2
P
=
(220V)2
40W
=1210Ω,
灯泡功率P=10W时,通过灯泡的电流I=
P
R
=
10W
1210Ω
=
1
11
A,
此时台灯消耗的功率P台灯=UI=220V×
1
11
A=20W;
灯泡消耗的电能转化为光子的能量Ptη=nhγ,
每秒(t=1s)灯泡发出的光子数n=
Ptη
=
10W×1s×1%
6.63×10−34J•s×5×1014Hz
=3.02×1017
故答案为:20;3.02×1017
答案解析:由电功率公式的变形公式求出灯丝电阻,求出灯泡实际功率为10W时的电路电流;由P=UI求出台灯消耗的功率;
求出灯泡转化为光子的能量,然后由E=hγ的变形公式求出光子个数.
考试点:光子;电功、电功率.
知识点:由电功率公式的变形公式求出灯泡电阻及灯泡功率为10W的电路电流,然后可以求出台灯的总功率;
应用E=hγ是求光子数的关键.