Question

石家莊42中學生宿舍走廊的路燈，原來并聯兩盞“220V　25W”的白熾燈泡，每晚工作10小時．同學們發現燈泡容易損壞，需要經常更換．于是，小強同學提出建議：在保證亮度不變的情況下，可用兩盞“220V　100W”燈泡串聯后代替原路燈．
（1）改裝前，兩盞燈每晚需要消耗多少電能？
（2）改裝后與改裝前亮度一樣嗎？說明理由，并說出這樣改裝的好處．
（3）小明同學是一位愛動腦筋的同學，他想：路燈改裝還有沒有更好的方法呢？通過查資料知道有一種“光控開關”--天黑時自動閉合，天亮時自動打開；還有一種“聲控開關”--有聲音時自動閉合，一分鐘后，若再無聲音就自動斷開．小明利用這兩種開關設計了一個“聰明”的電路：白天路燈不亮，晚上有人走動發出聲音時，路燈自動亮起來．請判斷小明設計的電路是圖中的________．

Answer 1

解：（1）改裝前，兩盞路燈每晚需要消耗電能W=Pt=0.025kw×2×10h=0.5kw?h；
（2）每盞燈泡的電阻R===484Ω；
改裝后每個燈泡的功率是P_實===25W；
故改裝后與改裝前亮度一樣．
（3）聲控和光控開關是同時控制電路，可以看出兩開關是串聯的，故選D．
答：（1）改裝前，兩盞路燈每晚需要消耗電能0.5kw?h．
（2）改裝后每盞燈的總功率是25W，因此與原來的亮度一樣．
分析：（1）已知燈泡的額定功率和用電時間，根據公式W=Pt可求燈泡每晚消耗的電能．
（2）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據公式R=可求一個燈泡的電阻，再進一步求出串聯燈泡的總電阻，最后根據公式P=求出燈泡消耗的功率．
（3）根據題意可以看出，聲控和光控開關是同時控制電路，只有一個開關閉合，電路不工作．
點評：本題考查電功和電功率的計算以及歐姆定律的應用，關鍵是公式及其變形的應用和單位的換算，難點是求串聯燈泡的電功率，還教育我們要養成節約用電的好習慣．