(2013?濟(jì)南)小明發(fā)現(xiàn)自己家汽車照明大燈的燈泡內(nèi)有兩根燈絲,一根是功率較小的近光燈絲(主要用于照亮車前較近的路面),另一根是功率稍大的遠(yuǎn)光燈絲(主要用于照亮前方較遠(yuǎn)的路面).當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時,近光燈絲正常發(fā)光;當(dāng)控制手柄撥到“遠(yuǎn)光”位置時,近光燈絲和遠(yuǎn)光燈絲同時正常發(fā)光.該燈泡上標(biāo)有“12V 60W/54W”的字樣,通過計算回答:
(1)當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時,通過近光燈絲的電流多大?
(2)近光燈絲正常發(fā)光時的電阻多大?
(3)小明爸爸駕車在郊區(qū)道路上行駛,將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置5分鐘,這段時間內(nèi)一個照明大燈消耗的電能是多少?
(4)說明這種燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式,并簡述理由.
分析:(1)當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時,電路只有近光燈絲工作,利用P=UI求出通過近光燈絲的電流;
(2)根據(jù)歐姆定律求出近光燈絲正常發(fā)光時的電阻;
(3)將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置時,照明大燈消耗的電功率等于兩燈絲的電功率之和,根據(jù)W=Pt求出消耗的電能;
(4)根據(jù)串聯(lián)電路不能獨立工作、并聯(lián)電路可以獨立工作判斷兩燈絲的連接方式.
解答:解:(1)當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時,電路只有近光燈絲工作,
由P=UI可得,通過近光燈絲的電流:
I=
P
U
=
54W
12V
=4.5A;
(2)由歐姆定律可得,近光燈絲正常發(fā)光時的電阻:
R=
U
I
=
12V
4.5A
≈2.7Ω;
(3)將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置時,
總功率:
P=P+P遠(yuǎn)=60W+54W=114W,
5分鐘消耗的電能:
W=Pt=114W×5×60s=34200J;
(4)這種燈泡內(nèi)兩根燈絲是并聯(lián)的,因近光燈絲既可以單獨發(fā)光,也可以和遠(yuǎn)光燈絲同時正常發(fā)光,所以它們是并聯(lián)的.
答:(1)當(dāng)控制手柄撥到“近光”位置時,通過近光燈絲的電流為4.5A;
(2)近光燈絲正常發(fā)光時的電阻約為2.7Ω;
(3)將控制手柄撥到并保持在“遠(yuǎn)光”位置5分鐘一個照明大燈消耗的電能為35200J
(4)這種燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式是并聯(lián),因近光燈絲既可以單獨發(fā)光,也可以和遠(yuǎn)光燈絲同時正常發(fā)光,所以它們是并聯(lián)的.
點評:本題考查了歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點判斷出燈泡內(nèi)兩根燈絲在電路中的連接方式.
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