题目内容

爱思考的林刚利用如图所示的电路进行实验,当闭合开关S后,发现标有“6V  3W”的灯L1和标有“12V   3W”的灯L2亮度并不相同.已知电源电压为6V,不考虑灯丝电阻随温度的变化.求:
(1)、通过灯泡L1的电流为多大?
(2)、灯泡L2的实际功率是多大?电路中灯泡L1和L2哪个更亮?
(3)、灯泡L1和L2每分钟消耗多少电能?
分析:(1)由于电源电压为6V,所以灯泡L1的实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,所以通过灯泡L1的电流,可根据灯泡L1的额定功率和额定电压算出;
(2)先根据公式R=
U2
P
算出灯泡L2的电阻,然后再根据公式P=
U2
R
算出灯泡L2的实际功率; 灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率大的灯泡亮.
(3)已知两只灯泡的实际功率,根据电功率公式的变形式W=Pt就可算出灯泡每分种消耗的电能.
解答:解:
(1)灯L1的额定电压U1=6V,额定功率P1=3W,电源电压为U=6V,
所以灯L1正常发光,通过灯泡L1的电流:I1=
P
U1
=
3W
6V
=0.5A;
(2)灯I2的电阻:R2=
U22
P2
=
(12V)2
3W
=48Ω,
灯L2的实际功率P2′=
U2′2
R2
=
(6V)2
48Ω
=0.75W.
因为灯L2的实际功率小于灯L1的实际功率,所以灯Ll更亮.
(3)灯L1正常发光时,每分钟消耗的电能:W1=P1t=3W×60s=180J;
灯L2正常发光时,每分钟消耗的电能:W2=P2t=0.75W×60s=45J.
答:(1)通过灯泡Ll的电流为0.5A.
(2)灯泡L2的实际功率是0.75W,灯Ll更亮.
(3)灯泡Ll每分钟消耗180J的电能;灯泡L2每分钟消耗45J的电能.
点评:题综合考查了学生对电功率三个公式的应用,这三个公式分别是P=UI,P=
W
t
和P=
U2
R
,其中P=
U2
R
这个公式在很多电学计算题中要经常用到,它是由P=UI和I=
U
R
这两个公式推导出来的,因为这个公式中含有电阻R,电阻R是不变的量,所以在分析计算电功率时,用它比较方便,可使问题简单化.
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