Question

愛思考的林剛利用如圖所示的電路進行實驗，當閉合開關S后，發現標有“6V  3W”的燈L₁和標有“12V   3W”的燈L₂亮度并不相同．已知電源電壓為6V，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化．求：
（1）、通過燈泡L₁的電流為多大？
（2）、燈泡L₂的實際功率是多大？電路中燈泡L₁和L₂哪個更亮？
（3）、燈泡L₁和L₂每分鐘消耗多少電能？

Answer 1

分析：（1）由于電源電壓為6V，所以燈泡L₁的實際電壓等于額定電壓，實際功率等于額定功率，所以通過燈泡L₁的電流，可根據燈泡L₁的額定功率和額定電壓算出；
（2）先根據公式R=

U2

P

算出燈泡L₂的電阻，然后再根據公式P=

U2

R

算出燈泡L₂的實際功率； 燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的，實際功率大的燈泡亮．
（3）已知兩只燈泡的實際功率，根據電功率公式的變形式W=Pt就可算出燈泡每分種消耗的電能．

解答：解：
（1）燈L₁的額定電壓U₁=6V，額定功率P₁=3W，電源電壓為U=6V，
所以燈L₁正常發光，通過燈泡L₁的電流：I₁=

P

U1

=

3W

6V

=0.5A；
（2）燈I₂的電阻：R₂=

U22

P2

=

(12V)2

3W

=48Ω，
燈L₂的實際功率P₂′=

U2′2

R2

=

(6V)2

48Ω

=0.75W．
因為燈L₂的實際功率小于燈L₁的實際功率，所以燈L_l更亮．
（3）燈L₁正常發光時，每分鐘消耗的電能：W₁=P₁t=3W×60s=180J；
燈L₂正常發光時，每分鐘消耗的電能：W₂=P₂t=0.75W×60s=45J．
答：（1）通過燈泡Ll的電流為0.5A．
（2）燈泡L₂的實際功率是0.75W，燈L_l更亮．
（3）燈泡L_l每分鐘消耗180J的電能；燈泡L₂每分鐘消耗45J的電能．

點評：題綜合考查了學生對電功率三個公式的應用，這三個公式分別是P=UI，P=

W

t

和P=

U2

R

，其中P=

U2

R

這個公式在很多電學計算題中要經常用到，它是由P=UI和I=

U

R

這兩個公式推導出來的，因為這個公式中含有電阻R，電阻R是不變的量，所以在分析計算電功率時，用它比較方便，可使問題簡單化．