Question

某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V  40W”的白炽灯，每晚亮10小时．同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换．后来，学校电工用两盏“220V  40W”的灯泡串联后代替原路灯．结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长．
（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？
（2）改装后两灯的总功率是多少？比原来省电还是费电？
（3）小明是一位爱动脑筋的同学，他想：路灯改装还有没有更好的方法呢？通过查资料知道有一种“光控开关”--天黑时自动闭合，天亮时自动断开；还有一种“声控开关”--有声音时自动闭合，一分钟后，若再无声音就自动断开．小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路：白天路灯不亮，晚上有人走动发出声音时，路灯自动亮起来．请判断小明设计的电路图是

 

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Answer 1

分析：（1）已知灯泡的额定功率和用电时间，根据公式W=Pt可求灯泡每晚消耗的电能．
（2）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=

U2

P

可求一个灯泡的电阻，再进一步求出串联灯泡的总电阻，最后根据公式P=

U2

R

求出灯泡消耗的功率．
（3）根据题意可以看出，声控和光控开关是同时控制电路，只有一个开关闭合，电路不工作．

解答：解：（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗电能W=Pt=0.04kw×10h=0.4kw?h；
答：改装前，一盏路灯每晚需要消耗电能0.4kw?h．
（2）每盏灯泡的电阻R=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω；
总电阻R_总=1210Ω+1210Ω=2420Ω；
改装后两灯的总功率是P_总=

U2

R总

=

(220V)2

2420Ω

=20W；
∵P_总＜40W
∴省电．
答：改装后两灯的总功率是20W，比原来省电．
（3）声控和光控开关是同时控制电路，可以看出两开关是串联的，
故选D．

点评：本题考查电功和电功率的计算以及欧姆定律的应用，关键是公式及其变形的应用和单位的换算，难点是求串联灯泡的电功率，还教育我们要养成节约用电的好习惯．