Question

18．0.12kW•h的電能可使一 個“12V 12W”的燈泡正常發(fā)光10h．現(xiàn)用兩只“12V  12W”的燈泡和一個12V的太陽能電池連接成一個照明電路，不計溫度對燈絲電阻的影響．兩燈串聯(lián)時總功率為6W，兩燈并聯(lián)時總功率為24W，要提高照明效果，兩燈應(yīng)并聯(lián)接入電路．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的功率等于燈的額定功率，知道消耗的電能，利用t=$\frac{W}{P}$求正常發(fā)光時間；
（2）知道燈的額定電壓和額定功率，利用R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$求燈絲電阻．兩燈串聯(lián)時總電阻等于兩燈絲電阻之和，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求串聯(lián)時總電功率；求出兩燈并聯(lián)時總電阻，再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求并聯(lián)時總功率；
（3）因為燈的亮度取決于燈的實際功率．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時的功率P=P_額=12W，
由P=$\frac{W}{t}$得正常發(fā)光時間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{0.12kW•h}{12×1{0}^{-3}kW}$=10h；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得燈絲電阻：
R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12W}$=12Ω；
兩燈串聯(lián)時總電阻R_串=R+R=12Ω+12Ω=24Ω，
串聯(lián)時的總功率：
P_串=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{串}}$=$\frac{（12V）^{2}}{24Ω}$=6W；
兩燈并聯(lián)時總電阻：
$\frac{1}{{R}_{并}}$=$\frac{1}{R}$+$\frac{1}{R}$，
則R_并=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×12Ω=6Ω，
并聯(lián)時的總功率：
P_并=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{并}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6Ω}$=24W；
（3）因為P_并＞P_串，且燈的亮度取決于燈的實際功率，所以要提高照明效果，兩燈應(yīng)并聯(lián)接入電路．
故答案為：10；6；24；并．

點評 本題考查了電功率公式P=$\frac{W}{t}$、P=$\frac{{U}^{2}}{R}$及其變形公式的應(yīng)用，注意燈的亮度取決于燈的實際功率．