Question

我們都有過這樣的體驗：手電筒里的兩節干電池用久了以后，燈泡發“紅”光，這時我們常說“電池沒電了”．有人認為在手電筒里裝一節新電池和一節舊電池搭配使用更節約．請你根據以下參數進行計算，判斷新舊電池搭配使用是否合理．
已知新電池的電動勢E₁=1.5V、內阻r₁=0.2Ω；舊電池的電動勢E₂=1.5V，內阻r₂=6.8Ω；小燈泡上標有“3V  3W”，且電阻不隨溫度變化．則手電筒工作時舊電池提供的總電功率為多少瓦？舊電池本身消耗的熱功率為多少瓦？（已知兩電池串聯的總電動勢等于兩電池的電動勢之和）根據計算結果，你認為新舊電池搭配使用的做法是否合理．

Answer 1

分析：手電筒里裝一節新電池和一節舊電池搭配使用，根據歐姆定律和電功率的知識求解．

解答：解：由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是U=3V，額定功率是P=3W，
根據P=

U2

R

，得燈泡的電阻為：R=

U2

P

=

32

3

=3Ω；
手電筒里裝一節新電池和一節舊電池搭配使用，
E=E₁+E₂=3V，內阻：r=r₁+r₂=7Ω，
所以電路中電流為：I=

E

R+r

=0.3A，
手電筒工作時電路中舊電池提供的電功率為：P=E₂I=0.45W，
它本身消耗的電功率為：P′=I²r₂=0.61W，
由于舊電池本身消耗的電功率大于提供的電功率，所以新舊電池搭配使用的做法是不合理的．
答：手電筒工作時舊電池提供的總電功率為0.45W，舊電池本身消耗的熱功率為0.61W，新舊電池搭配使用的做法不合理．

點評：該題把物理知識和生活實際聯系起來，運用歐姆定律和電功率的知識判斷生活中的做法是否合理．