Question

（2011?槐蔭區(qū)一模）“在跑步機(jī)上跑步鍛煉的同時(shí)，又能為家庭提供所需要的電能”，這樣的低碳行為你認(rèn)為會(huì)是真的嗎？據(jù)報(bào)道：美國(guó)的一家公司已成功改造了跑步機(jī)，現(xiàn)在利用跑步機(jī)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電了．
（1）若跑步機(jī)發(fā)電能供給一只“220V 5W”的節(jié)能燈正常工作，則通過燈絲的電流是多少？
（2）理論上在跑步機(jī)上跑步鍛煉28min產(chǎn)生的電能可以將電熱飲水機(jī)中0.5kg、20℃的水加熱到40℃，求跑步機(jī)輸出的功率．
（3）如果上問中跑步機(jī)實(shí)際工作時(shí)間大于28min，分析可能的原因有哪些？（寫出兩條）

Answer 1

分析：（1）節(jié)能燈正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出通過燈絲的電流；
（2）知道水的質(zhì)量和溫度的變化，根據(jù)Q=cm△t求出水所吸收的熱量即為跑步機(jī)輸出的電能，再根據(jù)P=

W

t

求出跑步機(jī)輸出的功率；
（3）跑步機(jī)的實(shí)際工作時(shí)間大于28min，說明能量有損失，可能是：跑步機(jī)的機(jī)械能沒有全部轉(zhuǎn)化為電能，可能是水吸收的熱量小于跑步機(jī)產(chǎn)生的電能等原因造成的．

解答：解：（1）根據(jù)P=UI可得：
節(jié)能燈正常工作時(shí)通過的電流I=

P

U

=

5W

220V

≈0.023A；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁴J，
∵電能全部用來燒水，
∴W=Q_吸=4.2×10⁴J，
跑步機(jī)輸出的功率：
P=

W

t

=

4.2×104J

28×60s

=25W；
（3）跑步機(jī)實(shí)際工作時(shí)間大于28min，原因可能是：機(jī)械能不能完全轉(zhuǎn)化為電能；產(chǎn)生的熱量沒有完全被水吸收．
答：（1）節(jié)能燈正常工作時(shí)通過燈絲的電流約為0.023A；
（2）跑步機(jī)輸出的功率為25W；
（3）機(jī)械能不能完全轉(zhuǎn)化為電能；產(chǎn)生的熱量沒有完全被水吸收．

點(diǎn)評(píng)：由燈泡銘牌找出燈泡的額定電壓與額定功率是正確解題的前提，掌握電功率公式、熱量公式是正確解題的關(guān)鍵，解最后一問時(shí)要從能量轉(zhuǎn)化的效率方面考慮．