Question

标有“12V  6W”和“6V  4W”的两个小灯泡，采用串联或并联的方式接在0～20V电压可调的电源两极上．若灯的电阻不受温度影响，灯的实际功率不得超过其额定功率，则两灯在1min内消耗的电能最大为

 

J．

Answer 1

分析：先利用电功率计算公式求出两灯正常工作的电流和电阻．当两灯串联时，电路中的电流最大为0.5A，“12V  6W”的灯正常工作，再求出“6V  4W”的灯的实际功率，就可得两灯的总功率；当两灯并联时，电路两端的电压最大为6V，“6V  4W”的灯正常工作，再求出“12V  6W”的灯的实际功率，就可得两灯的总功率．总功率大时1min内消耗的电能大，利用公式W=Pt求出消耗的电能．

解答：解：I1=

P1

U1

=

6W

12V

=0.5A，
R1=

U1

I1

=

12V

0.5A

=24Ω，
I2=

P2

U2

=

4W

6V

=

2

3

A，
R2=

U2

I2

=

6V

2 3 A

=9Ω，
当两灯串联时，电路中的电流为I_串=0.5A，“12V  6W”的灯正常工作，
P_2实=I_串²R₂=（0.5A）²×9Ω=2.25W，
P_串总=P₁+P_2实=6W+2.25W=8.25W；
当两灯并联时，电路两端的电压为U_并=6V，“6V  4W”的灯正常工作，
P_1实=

U并2

R1

=

(6V)2

24Ω

=1.5W，
P_并总=P_1实+P₂=1.5W+4W=5.5W；
P_串总＞P_并总，
所以两灯在1min内消耗的电能最大为W=P_串总t=8.25W×60s=495J
故答案为：495J．

点评：本题考查了电功率的计算以及欧姆定律的应用，解题的关键是先判断出什么时候两灯的总功率大，这也是本题的难点．