题目
一个100V/40W、一个100V/25W的白炽灯,二者串联接入100V的电路中。试分析计算以下问题:① 两个灯泡消耗的总功率是多少?② 两个灯泡分别消耗多少功率?③ 串联使用后,灯泡的亮度有何变化?
一个100V/40W、一个100V/25W的白炽灯,二者串联接入100V的电路中。
试分析计算以下问题:
① 两个灯泡消耗的总功率是多少?
② 两个灯泡分别消耗多少功率?
③ 串联使用后,灯泡的亮度有何变化?
题目解答
答案
1. 根据 $ R = \frac{U^2}{P} $,得 $ R_1 = 250\,\Omega $,$ R_2 = 400\,\Omega $。
总电阻 $ R_{总} = 650\,\Omega $,电流 $ I = \frac{100}{650} = \frac{2}{13}\,A $。
总功率 $ P_{总} = I^2 R_{总} = \left( \frac{2}{13} \right)^2 \times 650 = \frac{2600}{169} \approx 15.38\,W $。
2. $ P_1 = I^2 R_1 = \frac{4}{169} \times 250 = \frac{1000}{169} \approx 5.92\,W $。
$ P_2 = I^2 R_2 = \frac{4}{169} \times 400 = \frac{1600}{169} \approx 9.47\,W $。
3. 两个灯泡的功率均远低于额定值,亮度显著降低。$ R_2 $ 的灯泡(约9.47W)比 $ R_1 $ 的灯泡(约5.92W)稍亮,但总体均比正常工作时暗得多。
答案:
1. 总功率约为15.38W。
2. $ P_1 \approx 5.92\,W $,$ P_2 \approx 9.47\,W $。
3. 两个灯泡均变暗,$ R_2 $ 的灯泡稍亮于 $ R_1 $ 的灯泡。