Question

標(biāo)有“12V  6W”和“6V  4W”的兩個(gè)小燈泡，采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式接在0～20V電壓可調(diào)的電源兩極上．若燈的電阻不受溫度影響，燈的實(shí)際功率不得超過其額定功率，則兩燈在1min內(nèi)消耗的電能最大為

 

J．

Answer 1

分析：先利用電功率計(jì)算公式求出兩燈正常工作的電流和電阻．當(dāng)兩燈串聯(lián)時(shí)，電路中的電流最大為0.5A，“12V  6W”的燈正常工作，再求出“6V  4W”的燈的實(shí)際功率，就可得兩燈的總功率；當(dāng)兩燈并聯(lián)時(shí)，電路兩端的電壓最大為6V，“6V  4W”的燈正常工作，再求出“12V  6W”的燈的實(shí)際功率，就可得兩燈的總功率．總功率大時(shí)1min內(nèi)消耗的電能大，利用公式W=Pt求出消耗的電能．

解答：解：I1=

P1

U1

=

6W

12V

=0.5A，
R1=

U1

I1

=

12V

0.5A

=24Ω，
I2=

P2

U2

=

4W

6V

=

2

3

A，
R2=

U2

I2

=

6V

2 3 A

=9Ω，
當(dāng)兩燈串聯(lián)時(shí)，電路中的電流為I_串=0.5A，“12V  6W”的燈正常工作，
P_2實(shí)=I_串²R₂=（0.5A）²×9Ω=2.25W，
P_串總=P₁+P_2實(shí)=6W+2.25W=8.25W；
當(dāng)兩燈并聯(lián)時(shí)，電路兩端的電壓為U_并=6V，“6V  4W”的燈正常工作，
P_1實(shí)=

U并2

R1

=

(6V)2

24Ω

=1.5W，
P_并總=P_1實(shí)+P₂=1.5W+4W=5.5W；
P_串總＞P_并總，
所以兩燈在1min內(nèi)消耗的電能最大為W=P_串總t=8.25W×60s=495J
故答案為：495J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功率的計(jì)算以及歐姆定律的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是先判斷出什么時(shí)候兩燈的總功率大，這也是本題的難點(diǎn)．