Question

小明要設(shè)計(jì)一個(gè)照明電路，現(xiàn)有兩盞規(guī)格為“12V 12W”的燈泡和一個(gè)12V的太陽能電池．
（1）一盞“12V 12W”的燈泡正常發(fā)光，10h消耗多少千瓦時(shí)的電能？
（2）若這兩燈泡串聯(lián)接在太陽能電池上，總功率是多少？
（3）若這兩燈泡并聯(lián)接在太陽能電池上，總功率是多少？
（4）要提高照明效果，兩燈泡應(yīng)該串聯(lián)還是并聯(lián)接入電路．為什么？

Answer 1

分析：（1）已知燈泡的額定功率和工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能．
（2）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=

U2

P

求出燈泡的電阻，進(jìn)一步求出串聯(lián)電阻，再根據(jù)公式P=

U2

R

求出串聯(lián)的總功率．
（3）兩燈并聯(lián)時(shí)電源電壓等于額定電壓，總功率等于兩燈功率之和．
（4）根據(jù)求出的串聯(lián)和并聯(lián)的總功率，比較大小，再根據(jù)公式W=Pt求出在相等的時(shí)間內(nèi)消耗電能的多少，消耗電能多，燈泡明亮，照明效果好．

解答：解：（1）消耗電能W=Pt=0.012kW×10h=0.12kW?h．
答：10h消耗0.12千瓦時(shí)的電能．
（2）一個(gè)燈泡的電阻R_燈=

U額2

P額

=

(12V)2

12W

=12Ω．
兩燈泡串聯(lián)電阻R_串=2R_燈=2×12Ω=24Ω，
兩燈泡串聯(lián)的總功率P_串=

U2

R串

=

(12V)2

24Ω

=6W．
答：總功率是6W．
（3）兩燈泡并聯(lián)接在太陽能電池上，因?qū)嶋H電壓等于燈泡的額定電壓，兩燈泡均正常發(fā)光．總功率P_并=2P_燈=2×12W=24W．
答：總功率是24W．
（4）要提高照明效果，兩燈泡應(yīng)該并聯(lián)接入電路．因?yàn)閺纳厦嬗?jì)算結(jié)果知，P_并＞P_串，在相同時(shí)間內(nèi)，并聯(lián)消耗電能多，燈泡明亮，照明效果好．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電阻、功率、消耗電能的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，還要知道串并聯(lián)電路電阻、電流、電壓的規(guī)律．