Question

6．小明發(fā)現(xiàn)自己家汽車照明大燈的燈泡內(nèi)有兩根燈絲，一根是功率較小的近光燈絲（主要用于照亮車前較近的路面），另一根是功率稍大的遠光燈絲（主要用于照亮前方較遠的路面）．
當控制手柄撥到“近光”位置時，近光燈絲正常發(fā)光；當控制手柄撥到“遠光”位置時，近光燈絲和遠光燈絲同時正常發(fā)光．該燈光上標有“12V 54W/60W”的字樣，通過計算回答：
（1）這種燈光內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式是并聯(lián)，理由是因近光燈絲既可以單獨發(fā)光，也可以和遠光燈絲同時正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的．
（2）當控制手柄撥到“近光”位置時，通過近光燈絲的電流多大？
（3）近光燈絲正常發(fā)光時的電阻多大？（保留一位小數(shù)）
（4）小明爸爸駕車在郊區(qū)道路上行駛，將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置5分鐘，這段時間內(nèi)一個照明大燈消耗的電能是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路不能獨立工作、并聯(lián)電路可以獨立工作判斷兩燈絲的連接方式；
（2）當控制手柄撥到“近光”位置時，電路只有近光燈絲工作，利用P=UI求出通過近光燈絲的電流；
（3）根據(jù)歐姆定律求出近光燈絲正常發(fā)光時的電阻；
（4）將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置時，照明大燈消耗的電功率等于兩燈絲的電功率之和，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能．

解答 解：
（1）這種燈泡內(nèi)兩根燈絲是并聯(lián)的，因近光燈絲既可以單獨發(fā)光，也可以和遠光燈絲同時正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的；
（2）當控制手柄撥到“近光”位置時，電路只有近光燈絲工作，功率較小，
由P=UI可得，通過近光燈絲的電流：I_近=$\frac{{P}_{近}}{U}$=$\frac{54W}{12V}$=4.5A；
（3）由歐姆定律可得，近光燈絲正常發(fā)光時的電阻：
R_近=$\frac{U}{{I}_{近}}$=$\frac{12V}{4.5A}$≈2.7Ω；
（4）將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置時，近光燈絲和遠光燈絲同時正常發(fā)光，
則總功率：P=P_近+P_遠=60W+54W=114W，
5分鐘消耗的電能：W=Pt=114W×5×60s=34200J；
答：（1）并聯(lián)；因近光燈絲既可以單獨發(fā)光，也可以和遠光燈絲同時正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的；
（2）當控制手柄撥到“近光”位置時，通過近光燈絲的電流為4.5A；
（3）近光燈絲正常發(fā)光時的電阻約為2.7Ω；
（4）將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置5分鐘一個照明大燈消耗的電能為34200J．

點評 本題考查了歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點判斷出燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式．