Question

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L_l和标有”12V，3W”的灯L₂，亮度并不相同．已知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化．求：
（1）通过灯泡L_l的电流为多大？
（2）灯泡L_l每分钟消耗多少电能？
（3）电路中灯L₁、和L₂哪个更亮？

Answer 1

分析：（1）已知电源电压等于灯泡额定电压，所以灯泡L₁正常发光；已知额定电压和额定功率，利用公式I=

P

U

得到正常发光时通过灯泡L_l的电流；
（2）已知灯泡的额定功率和通电时间，利用公式W=Pt得到灯泡L_l每分钟消耗的电能；
（3）灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率，计算出灯泡L₂的实际功率与L₁进行比较，可以得到灯泡亮度大小．

解答：解：
（1）∵P=UI，
∴通过灯泡L_l的电流为I₁=

P1

U1

=

3W

6V

=0.5A；
（2）∵P=

W

t

，
∴灯泡L_l每分钟消耗的电能为W₁=P₁t=3W×60s=180J；
（3）∵P=

U2

R

，
∴灯泡L₂的电阻为R₂=

U22

P2

=

(12V)2

3W

=48Ω，
当电源电压为U=6V时，
灯泡L₂消耗的功率为P₂′=

U2

R2

=

(6V)2

48Ω

=0.75W．
因为P₂′＜P₁，所以灯泡L₁较亮．
答：
（1）通过灯泡L_l的电流为0.5A；
（2）灯泡L_l每分钟消耗180J电能；
（3）电路中灯L₁较亮．

点评：灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率．只有实际电压等于额定电压，灯泡才能正常发光．