Question

18．0.12kW•h的电能可使一 个“12V 12W”的灯泡正常发光10h．现用两只“12V  12W”的灯泡和一个12V的太阳能电池连接成一个照明电路，不计温度对灯丝电阻的影响．两灯串联时总功率为6W，两灯并联时总功率为24W，要提高照明效果，两灯应并联接入电路．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的功率等于灯的额定功率，知道消耗的电能，利用t=$\frac{W}{P}$求正常发光时间；
（2）知道灯的额定电压和额定功率，利用R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$求灯丝电阻．两灯串联时总电阻等于两灯丝电阻之和，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求串联时总电功率；求出两灯并联时总电阻，再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求并联时总功率；
（3）因为灯的亮度取决于灯的实际功率．

解答 解：
（1）灯泡正常发光时的功率P=P_额=12W，
由P=$\frac{W}{t}$得正常发光时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{0.12kW•h}{12×1{0}^{-3}kW}$=10h；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得灯丝电阻：
R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12W}$=12Ω；
两灯串联时总电阻R_串=R+R=12Ω+12Ω=24Ω，
串联时的总功率：
P_串=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{串}}$=$\frac{（12V）^{2}}{24Ω}$=6W；
两灯并联时总电阻：
$\frac{1}{{R}_{并}}$=$\frac{1}{R}$+$\frac{1}{R}$，
则R_并=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×12Ω=6Ω，
并联时的总功率：
P_并=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{并}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6Ω}$=24W；
（3）因为P_并＞P_串，且灯的亮度取决于灯的实际功率，所以要提高照明效果，两灯应并联接入电路．
故答案为：10；6；24；并．

点评 本题考查了电功率公式P=$\frac{W}{t}$、P=$\frac{{U}^{2}}{R}$及其变形公式的应用，注意灯的亮度取决于灯的实际功率．