Question

1．小明要設(shè)計(jì)一個(gè)照明電路，現(xiàn)有兩盞規(guī)格為“12V  12W”的燈泡（如圖）和一個(gè)12V的太陽(yáng)能電池．
（1）一盞“12V  12W”的燈泡正常發(fā)光，電阻是多少？
（2）若這兩盞燈泡串聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上，電路中電流是多少？
（3）若這兩盞燈泡并聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上，總功率是多少？
（4）要提高照明效果，兩燈泡應(yīng)該串聯(lián)還是并聯(lián)接入電路，為什么？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）這兩盞燈泡串聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流；
（3）這兩盞燈泡并聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知它們兩端的電壓，根據(jù)額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率可知它們的電功率，它們的功率之和即為總功率；
（4）根據(jù)P=UI求出兩燈泡串聯(lián)時(shí)的總功率，然后比較串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)電路的總功率，總功率大的照明效果好．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12W}$=12Ω；
（2）這兩盞燈泡串聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上時(shí)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{L}}$=$\frac{12V}{12Ω+12Ω}$=0.5A；
（3）這兩盞燈泡并聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上時(shí)，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，兩燈泡兩端的電壓均為12V，
因電路的總功率等于各用電器功率之和，
所以，電路的總功率P_并=P_L+P_L=12W+12W=24W；
（4）兩燈泡串聯(lián)時(shí)的總功率：
P_串=UI=12V×0.5A=6W，
因?yàn)镻_并＞P_串，功率越大燈泡越亮，
所以要提高照明效果，應(yīng)并聯(lián)接入電路．
答：（1）一盞“12V  12W”的燈泡正常發(fā)光，電阻是12Ω；
（2）若這兩盞燈泡串聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上，電路中電流是0.5A；
（3）若這兩盞燈泡并聯(lián)接在太陽(yáng)能電池上，總功率是24W；
（4）要提高照明效果，兩燈泡應(yīng)該并聯(lián)接入電路，因兩燈泡并聯(lián)時(shí)的實(shí)際功率大于串聯(lián)時(shí)的實(shí)際功率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡的照明效果與燈泡的實(shí)際功率有關(guān)．