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L_l和標有”12V，3W”的燈L₂，亮度并不相同．已知電源電壓為6V，不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化．求：
（1）通過燈泡L_l的電流為多大？
（2）燈泡L_l每分鐘消耗多少電能？
（3）電路中燈L₁、和L₂哪個更亮？

Answer 1

分析：（1）已知電源電壓等于燈泡額定電壓，所以燈泡L₁正常發光；已知額定電壓和額定功率，利用公式I=

P

U

得到正常發光時通過燈泡L_l的電流；
（2）已知燈泡的額定功率和通電時間，利用公式W=Pt得到燈泡L_l每分鐘消耗的電能；
（3）燈泡的亮度決定于燈泡的實際功率，計算出燈泡L₂的實際功率與L₁進行比較，可以得到燈泡亮度大小．

解答：解：
（1）∵P=UI，
∴通過燈泡L_l的電流為I₁=

P1

U1

=

3W

6V

=0.5A；
（2）∵P=

W

t

，
∴燈泡L_l每分鐘消耗的電能為W₁=P₁t=3W×60s=180J；
（3）∵P=

U2

R

，
∴燈泡L₂的電阻為R₂=

U22

P2

=

(12V)2

3W

=48Ω，
當電源電壓為U=6V時，
燈泡L₂消耗的功率為P₂′=

U2

R2

=

(6V)2

48Ω

=0.75W．
因為P₂′＜P₁，所以燈泡L₁較亮．
答：
（1）通過燈泡L_l的電流為0.5A；
（2）燈泡L_l每分鐘消耗180J電能；
（3）電路中燈L₁較亮．

點評：燈泡的亮度決定于燈泡的實際功率．只有實際電壓等于額定電壓，燈泡才能正常發光．