问题详情:
把两个额定电压都是110V的**灯泡串联接在家庭电路中,每只灯泡内部构造如图a所示,它是由一个定值电阻R2与灯丝R1并联而成的,其等效电路如图b所示.已知灯丝的电阻为R1,定值电阻R2=nR1(n>l00).
(1)请你结合相关的电学知识推导出:通过每个灯泡的总电流I和灯丝中通过的电流I1的关系式是:I=I1.
(2)若R2=11Ω,灯泡正常发光时,则通电1min电流通过灯丝消耗的电能为多少?
(3)请你分析如果其中一只灯泡灯丝烧坏了,另一只灯泡的亮度会怎样变化?简要说明你的理由.
【回答】
解:(1)由题意可知,R1与R2并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过两电阻的电流之比:
====n,即I2=I1,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过每个灯泡的总电流I和灯丝中通过的电流I1的关系式:
I=I1+I2=I1+I1=I1,
即I=I1;
(2)由R2=nR1、R2=11Ω可得,灯丝的电阻:
R1==,
灯泡正常发光时的电压U=110V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通电1min电流通过灯丝消耗的电能:
W1=t=×60s=6.6×104nJ;
(3)一只灯泡灯丝烧坏了后,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,
由U=IR可知,另一个灯泡两端的电压变小,灯丝两端的电压变小,
由P=可知,另一个灯泡的实际功率变小,灯泡变暗.
答:(1)推到过程如上图所示;
(2)通电1min电流通过灯丝消耗的电能为6.6×104nJ;
(3)如果其中一只灯泡灯丝烧坏了,另一只灯泡的亮度会变暗;理由:其中一只灯泡灯丝烧坏了后,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,灯泡两端的电压变小,由P=可知灯泡的实际功率变小.
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用,分清电路的连接方式和变化是解题的关键.
知识点:电功率单元测试
题型:计算题