Question

4．在老師的指導下，小剛和小紅通過實驗探究“220V　60W”和“220V　15W”的白熾燈接到電路中哪個更亮．小剛的實驗結(jié)論是“220V　60W”燈泡更亮，小紅卻得出了與小剛相反的結(jié)論．
（1）他們是怎樣把兩個燈泡接在照明電路中的？請完成虛線框內(nèi)的電路連接．
（2）說出小剛或小紅實驗結(jié)論成立的條件，并說明理由．

Answer 1

分析 知道額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得求出電阻，經(jīng)計算，60W燈泡的電阻小于15W燈泡的電阻．兩燈的連接方式只有串聯(lián)和并聯(lián)兩種，兩燈的亮度不同，一定是實際功率不同．并聯(lián)時電壓相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，60W燈泡的電阻小，實際功率越大，燈泡越亮，屬于小剛的連接方式．串聯(lián)時電流相等，根據(jù)P=I²R得，15W燈泡的電阻大，實際功率越大，燈泡越亮，屬于小紅的連接方式．

解答 解：由P=UI，I=$\frac{U}{R}$可得，“220V 60W”的電阻是：R₁=$\frac{{U}_{1}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{60W}$=806.7Ω，
“220V 15W”的電阻是：R₂=$\frac{{U}_{2}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{15W}$=3226.7Ω，
（1）小剛的連接方法：“220V 60W”和“220V 15W”并聯(lián)在220V電路上，燈泡都能在額定電壓下正常發(fā)光，即60W燈泡更亮．
小紅的連接方法：“220V 60W”和“220V 15W”兩燈泡串聯(lián)，通過兩燈泡的電流相等；
經(jīng)計算，60W燈泡的電阻小于15W燈泡的電阻；根據(jù)P=I²R可知15W燈泡的實際功率較大，即15W的燈泡更亮．
故答案為：

（2）小剛的連接方式：根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，兩燈并聯(lián)，兩燈的電壓相等，60W燈泡的電阻小，實際功率越大，燈泡越亮．
小紅的連接方式：根據(jù)P=I²R得，兩燈串聯(lián)，串聯(lián)時電流相等，15W燈泡的電阻大，實際功率越大，燈泡越亮．
答：小剛實驗結(jié)論成立的條件，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，并聯(lián)電壓相等，電阻越小，實際功率越大，燈泡越亮．
小紅實驗結(jié)論成立的條件，根據(jù)P=I²R得，串聯(lián)電流相等，電阻越大，實際功率越大，燈泡越亮．

點評 根據(jù)額定電壓和額定功率求出額定電流和電阻是常用的一種方法，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$常用于并聯(lián)電路中，根據(jù)電阻比較實際功率的大小；P=I²R用于串聯(lián)電路中，根據(jù)電阻比較實際功率的大�。�