张可最近注意到家中的灯泡比平常亮，他猜测可能是电压超过了220V．为了证实猜想，他做了如下的实验，关闭家中其它电器，只开

来源：学生作业帮编辑：神马作文网作业帮分类：物理作业时间：2024/11/06 07:19:24

张可最近注意到家中的灯泡比平常亮，他猜测可能是电压超过了220V．为了证实猜想，他做了如下的实验，关闭家中其它电器，只开一只“220V100W”的电灯，观察家中标有“3000R/kW•h”的电能表在20min内转了121转．求：
（1）这只电灯的电阻多大？
（2）在20min内这只电灯消耗的电能是多少？
（3）张可家此时的实际电压多少？
（4）为了使这只灯正常发光，应串联一个多大的电阻？

（1）由P=
U2
R可得，这只电灯的电阻：
R_L=
UL2
PL=
(220V)2
100W=484Ω；
（2）因电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转了3000转，
所以，当电能表转盘转了121转时，灯消耗的电能：
W=
121R
3000R/kW•h=
121
3000kW•h=1.452×10⁵J；
（3）灯的实际功率：
P_实=
W
t=
1.452×105J
20×60s=121W，
则张可家此时的实际电压：
U_实=
P实RL=
121W×484Ω=242V；
（4）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡正常发光时串联电阻两端的电压：
U_R=U_实-U_L=242V-220V=22V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I=
UL
RL=
UR
R，即
220V
484Ω=
22V
R，
解得：R=48.4Ω．
答：（1）这只电灯的电阻为484Ω；
（2）在20min内这只电灯消耗的电能是1.452×10⁵J；
（3）张可家此时的实际电压为242V；
（4）为了使这只灯正常发光，应串联一个48.4Ω的电阻．

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