Question

2．現(xiàn)有兩個(gè)燈泡L₁、L₂，分別標(biāo)有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字樣，當(dāng)將它們串聯(lián)使用時(shí)，電路兩端允許加的最大電壓是15V，電路消耗的最大功率是9W．將它們并聯(lián)使用時(shí)，干路允許通過的最大電流是1.5A，電路消耗的最大功率13.5W．

Answer 1

分析 （1）已知兩燈泡的額定電壓和額定功率，先根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$算出各自正常工作時(shí)的電流，如果把它們串聯(lián)起來(lái)，則串聯(lián)電路的電流只能取兩個(gè)電流中最小的一個(gè)．然后根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$算出各自的電阻，再進(jìn)一步求出兩個(gè)電阻的總電阻，最后算出總電壓．
利用P=UI求出最大功率．
（2）當(dāng)將他們并聯(lián)使用時(shí)，電路電壓同樣只能取電壓小的那個(gè)，然后分別算出通過R₁和R₂的電流，最后將它們的電流相加算出總電流即為干路允許通過的最大電流，電路消耗的最大功率根據(jù)公式P=UI可求．

解答 解：（1）由P=UI可得，
燈泡L₁的額定電流：I_1額=$\frac{{P}_{1額}}{{U}_{1額}}$=$\frac{10W}{10V}$=1A，
燈泡L₂的額定電流：I_2額=$\frac{{P}_{2額}}{{U}_{2額}}$=$\frac{5.4W}{9V}$=0.6A，
當(dāng)把它們串聯(lián)起來(lái)時(shí)，為了保證兩燈的安全，電路中的最大電流I=I_2額=0.6A，
燈泡L₁的電阻：R₁=$\frac{{U}_{{1}_{額}}}{{I}_{1額}}$=$\frac{10V}{1A}$=10Ω，
燈泡L₂的電阻：R₂=$\frac{{U}_{2額}}{{I}_{2額}}$=$\frac{9V}{0.6A}$=15Ω，
串聯(lián)的總電阻：R=R₁+R₂=10Ω+15Ω=25Ω，
則串聯(lián)電路的最大總電壓：U=IR=0.6A×25Ω=15V．
電路消耗的最大功率：P=UI=15V×0.6A=9W．
（2）由題可知U_1額＞U_2額，
當(dāng)把它們并聯(lián)起來(lái)時(shí)，為了保證兩燈的安全，最大電源電壓U′=U_2額=9V，此時(shí)L₂正常發(fā)光；
L₁中的電流：I₁′=$\frac{{U′}_{\;}}{{R}_{1}}$=$\frac{9V}{10Ω}$=0.9A，
L₂中的電流：I₂′=I_2額=0.6A，
則并聯(lián)電路的最大總電流：I=I₁′+I₂′=0.9A+0.6A=1.5A．
電路消耗的最大功率：P′=U′I′=9V×1.5A=13.5W．
故答案為：15；9；1.5；13.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電壓、電流、電功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)于額定電壓和額定電流不同的兩個(gè)電阻來(lái)說，串聯(lián)時(shí)比較電流取小的，并聯(lián)時(shí)比較電壓取小的，這也是本題的重點(diǎn)．