Question

1．小明要设计一个照明电路，现有两盏规格为“12V  12W”的灯泡（如图）和一个12V的太阳能电池．
（1）一盏“12V  12W”的灯泡正常发光，电阻是多少？
（2）若这两盏灯泡串联接在太阳能电池上，电路中电流是多少？
（3）若这两盏灯泡并联接在太阳能电池上，总功率是多少？
（4）要提高照明效果，两灯泡应该串联还是并联接入电路，为什么？

Answer 1

分析 （1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡正常发光时的电阻；
（2）这两盏灯泡串联接在太阳能电池上时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（3）这两盏灯泡并联接在太阳能电池上时，根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压，根据额定电压下灯泡的实际功率和额定功率可知它们的电功率，它们的功率之和即为总功率；
（4）根据P=UI求出两灯泡串联时的总功率，然后比较串联和并联时电路的总功率，总功率大的照明效果好．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12W}$=12Ω；
（2）这两盏灯泡串联接在太阳能电池上时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{L}}$=$\frac{12V}{12Ω+12Ω}$=0.5A；
（3）这两盏灯泡并联接在太阳能电池上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两灯泡两端的电压均为12V，
因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电路的总功率P_并=P_L+P_L=12W+12W=24W；
（4）两灯泡串联时的总功率：
P_串=UI=12V×0.5A=6W，
因为P_并＞P_串，功率越大灯泡越亮，
所以要提高照明效果，应并联接入电路．
答：（1）一盏“12V  12W”的灯泡正常发光，电阻是12Ω；
（2）若这两盏灯泡串联接在太阳能电池上，电路中电流是0.5A；
（3）若这两盏灯泡并联接在太阳能电池上，总功率是24W；
（4）要提高照明效果，两灯泡应该并联接入电路，因两灯泡并联时的实际功率大于串联时的实际功率．

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡的照明效果与灯泡的实际功率有关．