Question

（2013?濟(jì)南）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(yuǎn)光燈絲（主要用于照亮前方較遠(yuǎn)的路面）．當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時(shí)，近光燈絲正常發(fā)光；當(dāng)控制手柄撥到“遠(yuǎn)光”位置時(shí)，近光燈絲和遠(yuǎn)光燈絲同時(shí)正常發(fā)光．該燈泡上標(biāo)有“12V 60W/54W”的字樣，通過(guò)計(jì)算回答：
（1）當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時(shí)，通過(guò)近光燈絲的電流多大？
（2）近光燈絲正常發(fā)光時(shí)的電阻多大？
（3）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(yuǎn)光”位置5分鐘，這段時(shí)間內(nèi)一個(gè)照明大燈消耗的電能是多少？
（4）說(shuō)明這種燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式，并簡(jiǎn)述理由．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時(shí)，電路只有近光燈絲工作，利用P=UI求出通過(guò)近光燈絲的電流；
（2）根據(jù)歐姆定律求出近光燈絲正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（3）將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置時(shí)，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；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路不能獨(dú)立工作、并聯(lián)電路可以獨(dú)立工作判斷兩燈絲的連接方式．

解答：解：（1）當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時(shí)，電路只有近光燈絲工作，
由P=UI可得，通過(guò)近光燈絲的電流：
I_近=

P近

U

=

54W

12V

=4.5A；
（2）由歐姆定律可得，近光燈絲正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_近=

U

I近

=

12V

4.5A

≈2.7Ω；
（3）將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置時(shí)，
總功率：
P=P_近+P_遠(yuǎn)=60W+54W=114W，
5分鐘消耗的電能：
W=Pt=114W×5×60s=34200J；
（4）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(dú)發(fā)光，也可以和遠(yuǎn)光燈絲同時(shí)正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的．
答：（1）當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時(shí)，通過(guò)近光燈絲的電流為4.5A；
（2）近光燈絲正常發(fā)光時(shí)的電阻約為2.7Ω；
（3）將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置5分鐘一個(gè)照明大燈消耗的電能為35200J
（4）這種燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式是并聯(lián)，因近光燈絲既可以單獨(dú)發(fā)光，也可以和遠(yuǎn)光燈絲同時(shí)正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的．

點(diǎn)評(píng)：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(diǎn)判斷出燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式．