节能是这个时代的主旋律.小强要测量一盏节能灯的额定功率,他利用如图甲所示的照明电路,将标有“220V
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解题思路:(1)由电能表求出白炽灯与节能灯所消耗的总电能W,由W=Pt求出白炽灯消耗的电能W1,节能灯消耗的电能W2=W-W1,由P=[W/t]可求出节能灯的功率;

(2)由图丙知当电路电流小于20A时,超导限流器的电阻为零,当电路电流大于20A时,超导限流器电阻为一定值.用电器L短路,电路中只有超导限流器,为能保正电路稳定,电路中应仍有电流,由超导限流器的特性知,电路电流应大于等于20A,由欧姆定律可求出超导限流器的阻值;

(3)因为当电路电流小于某一电流值时,限流器电阻为0,电路正常工作;当电路短路时,限流器电阻为一定值,电路中仍有电流,电路没有被切断.

(1)由题意知电能表在时间t=2000s显示消耗的电能为:

W=[71r/1800r/kW•h]=[71/1800]kW•h=[71/1800]×3.6×106J=1.42×105J,

白炽灯L1消耗的电能:

W1=P1t=60W×2000s=1.2×105J,

节能灯消耗的电能:

W2=W-W1=142000J-120000J=2.2×104J,

则节能灯的功率:

P2=

W2

t=

2.2×104J

2000s=11W;

(2)用电器L短路时,超导限流器的电压U=220V,要想保持电路稳定,由超导限流器的特性知,电路电流I≥20A,

由欧姆定律得:

R=[U/I]=[220V/20A]=11Ω,因为I≥20A,所以R≤11Ω;

(3)因为当电路电流小于某一电流值时,限流器电阻为0,电路正常工作;当电路短路时,限流器电阻为一定值,电路中仍有电流,电路没有被切断.

答:(1)节能灯的发光功率是11W;

(2)超导电阻R应满足的条件是R≤11Ω;

(3)当电路电流小于某一电流值(20A)时,限流器电阻为0,电路正常工作;当电路短路时,限流器电阻为一定值,电路电流减小,处于稳定状态,电路中仍有电流,电路没有被切断.

点评:

本题考点: 电功率的计算;欧姆定律的应用.

考点点评: 本题考查了新型材料:超导限流器,分析它为什么被称为“不断电保险丝”,难度较大,解答的关键是充分理解丙图所给信息.