Question

（2011?南開區(qū)一模）黑夜里尋找開關(guān)很不方便，某同學(xué)利用一個(gè)相當(dāng)于“PZ220-1”燈泡的指示燈L₁，一個(gè)標(biāo)有“PZ220-40”的照明燈L₂和一個(gè)開關(guān)S，設(shè)計(jì)了一種帶有指示燈的開關(guān)：
（1）請(qǐng)?jiān)趫D中適當(dāng)位置填上開關(guān)S、指示燈L₁和照明燈L₂的符號(hào)．要求開關(guān)斷開時(shí)，照明燈泡滅，指示燈亮；開關(guān)閉合時(shí)照明燈泡亮，指示燈滅．
（2）通過計(jì)算說明開關(guān)斷開時(shí)指示燈亮，而照明燈泡滅的原因．

照明燈的實(shí)際功率太小，不足以使燈發(fā)光

．

Answer 1

分析：（1）開關(guān)閉合時(shí)，只有照明燈發(fā)光，開關(guān)斷開時(shí)，照明燈熄滅，指示燈會(huì)發(fā)出微弱的光，所以當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，指示燈與照明燈串聯(lián)，開關(guān)閉合時(shí)，指示燈短路．
（2）開關(guān)斷開時(shí)，兩端串聯(lián)；先根據(jù)R=

U2

P

求出兩燈泡的電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中電流，根據(jù)P=I²R求出此時(shí)照明燈的實(shí)際功率，進(jìn)一步分析結(jié)果即可找出燈泡滅的原因．

解答：解：（1）開關(guān)斷開時(shí)，指示燈與照明燈串聯(lián)，開關(guān)閉合時(shí)，指示燈短路．如圖所示：

（2）開關(guān)斷開時(shí)，兩端串聯(lián)；
兩燈的電阻分別為：
R₁=

U2

P1

=

(220V)2

1W

=48400Ω，
R₂=

U2

P2

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
串聯(lián)電路的電流為：
I=

U

R1+R2

=

220V

48400Ω+1210Ω

=

22

4961

A，
此時(shí)照明燈的實(shí)際功率為：
P′=I²R₂=（

22

4961

A）²×1210Ω≈0.024W，
所以照明燈的實(shí)際功率太小，不足以使燈發(fā)光．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電路圖的設(shè)計(jì)、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)和兩燈泡串并聯(lián)的辨別，以及知道燈泡的亮暗取決于燈泡的實(shí)際功率．