在用电高峰时,小明和小芳发现家中的灯变暗了,他们想可能是灯两端的电压变低了.为了测出灯的实际电压值,他们将家中的其他用电器都关掉,只让一盏“220V 1OOW”的灯工作.小明用秒表测得电能表的表盘转过n转所用的时间为t秒,算出其实际电功率(电能表表盘上标有N转/kwh的字样).然后根据灯泡的规格,算出灯丝的电阻,最后求出加在灯泡两端的实际电压U1;而小芳在电工的指导下用专用电表直接测出了灯两端的电压值U2.请你帮助他们解决下列问题:
(1)灯上标的“220V”表示______,算出灯丝的电阻R=______Ω;
(2)写出U1的表达式;U1=______V;(用已知量和直接测量量表示)
(3)通过分析可知:U1______U2.(选填“>”、“=”或“<”)
解:(1)“220V”表示灯泡的额定电压,灯丝的电阻R===484Ω.
(2)灯泡消耗的电能W=×3.6×106J,灯泡的实际功率P实==W,
所以灯泡两端的实际电压U1===V.
(3)U2是灯泡两端的实际电压,U1等于灯泡两端的实际电压与导线上的电压之和,所以U1>U2.
故答案为:(1)灯泡的额定电压为220V;484;(2);(3)>.
(1)灯上标的“220V”表示灯泡的额定电压,已知额定电压和额定功率,根据公式R=可求灯丝的电阻.
(2)已知电能表表盘上标有N转/kwh的字样,可求电能表转盘转动n转消耗的电能,还知道工作时间,根据公式P=可求灯泡的实际功率,再利用公式P=求出灯泡两端的实际电压.
(3)U1电压值除去灯泡两端的电压以外还有导线上的电压,U2直接就是灯泡两端的实际电压.
点评:本题考查电阻、功率、电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是实际电压表达式的推导,要理解电能表的各个参数的物理意义和灯泡铭牌上数字的物理意义.
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