Question

15．標(biāo)有“PZ110-100”的燈泡 L₁ 和“PZ110-40”的燈 L₂，將兩燈分別按甲、乙方式接于 220V 的電路中，如圖所示，則（　�。�

• A． 兩電路中，L₁、L₂ 均不能正常發(fā)光
• B． 兩電路中，L₁、L₂ 均能正常發(fā)光，甲電路消耗的總功率小
• C． 兩電路中，L₁、L₂ 均能正常發(fā)光，乙電路消耗的總功率小
• D． 甲電路 L₁、L₂ 能正常發(fā)光，乙電路 L₁、L₂ 不能正常發(fā)光

Answer 1

分析 首先明確燈泡銘牌的物理含義，分別表示額定電壓和額定功率；根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式分析，作出判斷．

解答 解：由題意可知，兩燈泡的額定電壓相等，甲的額定功率大于乙的額定功率，
由P=UI，I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，所以L₁的電阻小于L₂的電阻；
（1）甲電路中兩燈泡并聯(lián)后再和滑動(dòng)變阻器R₁串聯(lián)，電源電壓為220V；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為110V時(shí)，L₁和L₂兩端的電壓U=220V-110V=110V，兩燈泡都能正常發(fā)光；
通過(guò)R₁電流為兩燈泡的電流之和，即I=$\frac{{P}_{1}}{U}$+$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{100W}{110V}$+$\frac{40W}{110V}$=$\frac{140}{110}$A，
R₁消耗的功率為P₁=UI=110V×$\frac{140}{110}$A=140W，
電路消耗的總功率為：P_甲=100W+40W+140W=280W；
（2）乙電路中燈泡L₂與滑動(dòng)變阻器R₁并聯(lián)后再和L₁串聯(lián)，電源電壓為220V；L₂的電阻大于L₁的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值，使其與燈泡L₂并聯(lián)后的總電阻與R₂的阻值大小相等，則L₁兩端的電壓為110V，燈泡L₂與滑動(dòng)變阻器R₁并聯(lián)后兩端的電壓為110V，兩燈泡都能正常發(fā)光；
根據(jù)并聯(lián)電流的電流特點(diǎn)，通過(guò)通過(guò)R₁電流為燈泡L₁的電流與L₂的電流之差，即I′=$\frac{{P}_{1}}{U}$-$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{100W}{110V}$-$\frac{40W}{110V}$=$\frac{60}{110}$A，
R₁消耗的功率為P${\;}_{1}^{′}$=UI′=110V×$\frac{60}{110}$A=60W，
電路消耗的總功率為：P_乙=100W+40W+60W=200W；
所以甲電路消耗的總功率大于乙消耗的總功率；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式的綜合應(yīng)用，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)是解題的關(guān)鍵．