题目
两个220V、60W的灯泡串联接在380V的电源上,灯泡会被烧坏。
两个220V、60W的灯泡串联接在380V的电源上,灯泡会被烧坏。
题目解答
答案
错误
解析
本题考查串联电路的特点以及电功率的计算,解题思路是先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡的电阻,再计算两灯泡串联在$380V$电源上时每个灯泡的实际功率,最后将实际功率与额定功率比较,判断灯泡是否会被烧坏。
- 计算灯泡的电阻:
根据公式$P = \frac{U^{2}}{R}$(其中$P$为功率,$U$为电压,$R$为电阻),可得$R=\frac{U^{2}}{P}$。
已知灯泡的额定电压$U_{额}=220V$,额定功率$P_{额}=60W$,将其代入公式可得灯泡的电阻为:
$R=\frac{U_{额}^{2}}{P_{额}}=\frac{(220V)^{2}}{60W}=\frac{48400}{60}\Omega=\frac{2420}{3}\Omega$ - 计算两灯泡串联时的总电阻:
因为两灯泡规格相同,所以它们的电阻相等,均为$R=\frac{2420}{3}\Omega$。
根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,可得两灯泡串联时的总电阻为:
$R_{总}=R + R = 2\times\frac{2420}{3}\Omega=\frac{4840}{3}\Omega$ - 计算两灯泡串联在$380V$电源上时的电流:
根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$(其中$I$为电流,$U$为电压,$R$为电阻),可得两灯泡串联在$380V$电源上时的电流为:
$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{380V}{\frac{4840}{3}\Omega}=380V\times\frac{3}{4840\Omega}=\frac{57}{242}A$ - 计算两灯泡串联在$380V$电源上时每个灯泡的实际功率:
根据公式$P = I^{2}R$,可得每个灯泡的实际功率为:
$P_{实}=I^{2}R = (\frac{57}{242}A)^{2}\times\frac{2420}{3}\Omega=\frac{3249}{58564}A^{2}\times\frac{2420}{3}\Omega\approx45.5W$ - 比较实际功率与额定功率:
因为$P_{实}=45.5W\lt P_{额}=60W$,所以灯泡的实际功率小于额定功率,灯泡不会被烧坏。