Question

张宇同学家的浴室新安装了一台可供冬季取暖和照明的电器，俗称“浴霸”，如图甲所示．它的简化电路图如图乙所示，其中L为标有“220V 40W”照明灯，L₁、L₂、L₃、L₄均为标有“220V 300W”的红外线取暖灯，已知每盏取暖灯正常工作时的效率为80%
问：（1）照明灯正常工作时通过灯丝的电流是多少？
（2）通常在洗浴前10min只闭合开关S₁、S₂开启红外线取暖灯给浴室预热，问在这10min内“浴霸”消耗的电能是多少？转化成的内能又是多少？

Answer

（1）知道照明灯的额定功率和额定电压，可利用公式I=计算出照明灯正常工作时通过灯丝的电流．
（2）由图可知，闭合开关S1、S2时四个取暖灯全部打开且都正常发光，则可以计算出四灯的总功率，知道工作时间，可利用公式W=Pt计算出消耗的电能；又知道每盏取暖灯正常工作时的效率为80%，从而可以利用公式Q=Wη计算出获得的内能．
解；（1）∵照明灯正常工作，而UL=220V，PL=40W，
∴照明灯正常工作时通过灯丝的电流为：IL==≈0.18A．
（2）闭合开关S1、S2，因为四个取暖灯全部正常工作，所以电路中总电功率为：P=300W×4=1200W，
而t=10min=600s，
∴“浴霸”消耗的电能为：W=Pt=1200W×600s=7.2×105J，
又∵每盏取暖灯正常工作时的效率为η=80%，
∴获得的内能为：Q=Wη=7.2×105J×80%=5.76×105J．
答：（1）照明灯正常工作时通过灯丝的电流是0.18A．
（2）在这10min内“浴霸”消耗的电能是7.2×105J，转化成的内能是5.76×105J．