Question

（2012?增城市二模）小莉利用圖所示的實物進行實驗，當閉合開關S后，發現標有“6V  3W”的燈L₁和標有“12V  4W”的燈L₂亮度并不相同．已知電源電壓為6V，不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化．

求：
（1）在方框內畫出實驗電路圖．
（2）通過燈泡L₁的電流為多大？
（3）燈泡L₁在5分鐘內消耗的電能是多少？
（4）電路中燈L₁和L₂哪個更亮？通過計算說明理由．

Answer 1

分析：（1）兩個燈泡并聯連接，開關控制整個電路，畫出電路圖即可．
（2）電源電壓為6V，L₁正常發光，根據公式I=

P

U

求出燈泡L₁中的電流；
（3）根據公式W=Pt計算出燈泡L₁消耗的電能；
（4）首先求出燈泡L₂的電阻，再利用公式P=

U2

R2

計算出燈泡L₂的實際功率，和L₁的功率值比較，實際功率越大的越亮．

解答：解（1）由圖可知：兩燈首首相連、尾尾相連，屬于并聯關系，且開關控制干路，作圖如下：

（2）依題可知，在此并聯電路中，電源電壓U=U_額1=6V，燈L₁能正常發光，P_實1=P_額1=3W；電源電壓U＜U_額2=12V，燈L₂不能正常發光．
燈泡L₁中的電流I₁=

P1

U

=

3W

6V

=0.5A
答：燈泡L₁中的電流為0.5A．
（3）時間t=5min=300s，
燈泡L₁消耗的電能W=Pt=3W×300s=900J
答：燈泡L₁在5min內消耗的電能是900J．
（4）燈泡L₁更亮一些．
燈泡L₂的電阻R₂=

U 2 額2

P額2

=

(12V)2

4W

=36Ω
燈泡L₂的實際功率P_實2=

U 2 實

R2

=

(6V)2

36Ω

=1W
則P_實1＞P_實2 所以燈L₁比燈L₂亮．

點評：會識別串并聯電路，會根據實物圖準確畫出電路圖；能夠運用公式進行熟練計算．對學生的計算能力要求比較高，希望學生們認真仔細一些，弄清楚每一個物理量的物理含義．