Question

13．為改善休閑廣場(chǎng)的照明，電力部門要在廣場(chǎng)安裝一盞規(guī)格為“220V  1000W”的碘鎢燈，己知電控室的輸出電壓恒為220V，所需電線總長(zhǎng)為400m，所選用電線電阻的規(guī)格為1.65×10^-2Ω/m．求：
（1）所用電線的電阻為多少Ω？
（2）碘鎢燈正常工作的電流是多少？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）實(shí)際電路中，相當(dāng)于碘鎢燈與導(dǎo)線電阻R串聯(lián)（如圖所示），則碘鎢燈工作時(shí)，它的實(shí)際功率是多少？
（4）要減少電路中電線的功率消耗，可采取什么措施？（寫出一個(gè)措施即可）

Answer 1

分析 （1）知道所需電線總長(zhǎng)，根據(jù)所選用電線電阻的規(guī)格求出電阻；
（2）碘鎢燈正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出電流；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出碘鎢燈的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出碘鎢燈工作時(shí)的實(shí)際功率；
（4）要減少電路中電線的功率消耗，從影響電線消耗功率的因素（導(dǎo)體的電阻）上分析．

解答 解：（1）所用電線的電阻：
R_線=1.65×10^-2Ω/m×400m=6.6Ω；
（2）由P=UI可得，碘鎢燈正常工作的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，碘鎢燈的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{線}+{R}_{L}}$=$\frac{220V}{6.6Ω+48.4Ω}$=4A，
碘鎢燈工作時(shí)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=I²R_L=（4A）²×48.4Ω=774.4W；
（4）電路中電線要產(chǎn)生熱量而消耗能量，功率為P=I²R可知：
因碘鎢燈與電阻R串聯(lián)；碘鎢燈工作時(shí)的電流不能減��；
所以只能減小導(dǎo)線的阻值，又因?qū)�體的電阻與導(dǎo)體的材料，長(zhǎng)度，橫截面積有關(guān)，
所以減小輸電線的長(zhǎng)度或增大電線的橫截面積或換用電阻比較小的材料．
答：（1）所用電線的電阻為6.6Ω；
（2）碘鎢燈正常工作的電流是4.5A；
（3）碘鎢燈工作時(shí)，它的實(shí)際功率是774.4W；
（4）減小輸電線的長(zhǎng)度或增大電線的橫截面積或換用電阻比較小的材料．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)際功率的掌握程度，中間比較復(fù)雜，注意電線的電阻與燈是串聯(lián)的．