Question

3．我们在进行电学实验时，需要注意灯泡的安全使用和电路安全．现有两只白炽灯L₁“12V 12W”和L₂“18V 9W”．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）若把灯泡L₁和L₂并联起来接到某一电源上，为了使灯泡安全工作，电源最大电压为多少伏？此时通电5min，流过灯泡L₂的电流做了多少功？

Answer 1

分析 两灯泡并联时它们两端的电压相等，为了使灯泡安全工作，电源的最大电压为两灯泡额定电压中较小的，据此判断出L₂不能正常工作，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出L₂的电阻，根据W₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$t求出此时通电5min流过灯泡L₂的电流做的功．

解答 解：因并联电路中各支路两端的电压相等，且两灯泡安全工作，
所以，两灯泡并联时，电源最大电压U=U₁=12V，
此时L₂不能正常工作，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，L₂的电阻：
R₂=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（18V）^{2}}{9W}$=36Ω，
此时通电5min，流过灯泡L₂的电流做的功：
W₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$t=$\frac{（12V）^{2}}{36Ω}$×5×60s=1200J．
答：把灯泡L₁和L₂并联起来接到某一电源上，为了是灯泡安全工作，电源最大电压为12V；此时通电5min，流过灯泡L₂的电流做了1200J的功．

点评 本题考查了并联电路的特点和电功率公式、电功公式的灵活应用，知道两灯泡并联时电路的最大电压为两灯泡额定电压中较小的是关键．