Question

20．甲燈標(biāo)有“12V 6W”字樣，乙燈標(biāo)有“6V 6W”字樣．
（1）兩燈串聯(lián)時(shí)加在兩燈上的最高的總電壓為6V，能正常發(fā)光的燈是甲燈，甲燈的實(shí)際功率為6W．乙燈的實(shí)際功率為1.5W，電路的總功率為7.5W．
（2）兩燈并聯(lián)時(shí)允許加在兩端的最大電壓為6V，此時(shí)能正常發(fā)光的燈是乙燈，甲燈的實(shí)際功率為6W．乙燈的實(shí)際功率為6W，電路的總功率為12W．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求燈泡的電阻，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求燈泡的額定電流，將它們串聯(lián)后使用，電路中允許通過(guò)的最大電流是兩個(gè)燈泡額定電流最小的那一個(gè)，這一燈正常發(fā)光，根據(jù)公式U=IR可求電源電壓，根據(jù)P=I²R可求得其實(shí)際功率．
（2）兩燈泡并聯(lián)時(shí)允許所加的最大電壓為兩額定電壓較小的，并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可判斷燈泡的亮度，由此可求得其實(shí)際功率．

解答 解：（1）甲燈額定電流I₁=$\frac{{P}_{額1}}{{U}_{額1}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，甲燈電阻R₁=$\frac{{U}_{額1}^{2}}{{P}_{額1}}$=$\frac{{（12V）}^{2}}{6W}$=24Ω；
乙燈額定電流I₂=$\frac{{P}_{額2}}{{U}_{額2}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，乙燈電阻R₂=$\frac{{U}_{額2}^{2}}{{P}_{額2}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{6W}$=6Ω，
將它們串聯(lián)后使用，電路中允許通過(guò)的最大電流是兩個(gè)燈泡額定電流最小的0.5A，此時(shí)正常發(fā)光的是甲燈，
電源電壓U=I（R₁+R₂）=0.5A×（24Ω+6Ω）=15V．
甲燈的實(shí)際功率P_實(shí)1=I²R₁=（0.5A）²×24Ω=6W，
乙燈的實(shí)際功率P_實(shí)2=I²R₂=（0.5A）²×6Ω=1.5W，
電路的總功率P_總=P_實(shí)1+P_實(shí)2=6W+1.5W=7.5W；
（2）并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
兩燈并聯(lián)在同一電路中時(shí)，兩端的最大電壓U_并=6V，
由甲燈標(biāo)有“12V、6W”，乙燈標(biāo)有“6V、6W”的字樣，可知，乙燈的實(shí)際功率等于其額定功率，燈泡正常發(fā)光，而甲燈泡的實(shí)際功率小于其額定功率，因此如果將兩盞燈并聯(lián)則甲燈不能正常發(fā)光．
甲燈的實(shí)際功率${P}_{實(shí)1}^{′}$=$\frac{{U}_{并}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{（12V）}^{2}}{24Ω}$=6W，
乙燈的實(shí)際功率${P}_{實(shí)2}^{′}$=$\frac{{U}_{并}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{6Ω}$=6W．
電路的總功率${P}_{總}(cāng)^{′}$=${P}_{實(shí)1}^{′}$+${P}_{實(shí)2}^{′}$=6W+6W=12W．
故答案為：（1）6；甲；6；1.5；7.5；（2）6；乙；6；6；12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電流、電阻、實(shí)際電壓、實(shí)際功率、總功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道串并聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律．