Question

节能是这个时代的主旋律．小明要测量一盏节能灯的额定功率，小明利用如图甲所示的照明电路，将标有“220V  60W”的白炽灯L₁和标有“220V”额定功率未知的节能灯L₂正确接入电路中，当开关S₁、S₂都闭合时，两盏灯都正常发光，且在2000s内，标有1800revs/kW•h电能表转了71转．求：
（1）节能灯的额定功率是______W；
（2）当开关S₁、S₂都断开时，小明将如图乙所示电路插入照明电路的插座内．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它的电阻R随电流I变化关系如图丙所示，L为用电器．为使用电器L短路后电路仍能保持稳定状态，超导电阻R应满足什么条？______．
（3）在R满足条件时，有人把超导限流器称为“不断电保险丝”，请你说明理由：______．

Answer

（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=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．
【解析】
（1）由题意知电能表在时间t=2000s显示消耗的电能为：×71转=1.42×105J．由W=Pt，求出白炽灯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===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===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．
故答案为：（1）11；（2）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．