题目
有额定电压 U N = 220 V 、额定功率分别为 100 W 和 25 W 的两只白炽灯泡,将它们串联后接在 220 V 的电源上,它们的亮度情况是A. PN =100 W 的白炽灯泡亮B. PN = 25 W 的白炽灯泡亮C. 两只白炽灯泡亮度一样
有额定电压 U N = 220 V 、额定功率分别为 100 W 和 25 W 的两只白炽灯泡,将它们串联后接在 220 V 的电源上,它们的亮度情况是
A. PN =100 W 的白炽灯泡亮
B. PN = 25 W 的白炽灯泡亮
C. 两只白炽灯泡亮度一样
题目解答
答案
B. PN = 25 W 的白炽灯泡亮
解析
本题考查串联电路的特点以及电功率公式的应用,解题的关键在于根据灯泡的额定功率和额定电压求出电阻,再结合串联电路电流特点,通过比较实际功率来判断灯泡的亮度。
- 根据额定功率和额定电压求出两灯泡的电阻:
- 由电功率公式$P = \frac{U^{2}}{R}$(其中$P$为功率,$U$为电压,$R$为电阻),可得$R=\frac{U^{2}}{P}$。
- 对于额定功率$P_{N1}=100W$、额定电压$U_{N}=220V$的灯泡,其电阻$R_{1}=\frac{U_{N}^{2}}{P_{N1}}=\frac{220^{2}}{100}\Omega = 484\Omega$。
- 对于额定功率$P_{N2}=25W$、额定电压$U_{N}=220V$的灯泡,其电阻$R_{2}=\frac{U_{N}^{2}}{P_{N2}}=\frac{220^{2}}{25}\Omega = 1936\Omega$。
- 分析两灯泡串联时的电流和实际功率:
- 两灯泡串联,根据串联电路的特点,串联电路中各处电流相等,即$I_{1}=I_{2}=I$。
- 再根据电功率公式$P = I^{2}R$(其中$P$为功率,$I$为电流,$R$为电阻),因为$I$相同,$R_{2}>R_{1}$,所以$P_{2实}>P_{1实}$。
- 根据实际功率判断灯泡亮度:
- 灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
- 由于$P_{2实}>P_{1实}$,所以额定功率为$25W$的白炽灯泡亮。