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灯泡电学应用实例
小明同学刚学完电功、电功率知识,有一天回到家中发现有几只灯泡。其中一只标有“220V,40W”字样,由此他想到以下问题:
问题1:灯泡上面的“220V,40W”表示什么意思?
答: “220V”表示这只灯泡的额定电压是220伏;
“40W”表示这只灯泡的额定功率是40瓦。
什么是额定电压、额定功率?
问题2:此灯正常工作时,灯丝电阻多大?
解:由P=UI 和
得:
那么
问题3:此灯正常发光时电流多大?半小时内电流做了多少功?
解:由电功率P=UI,可知
正常发光电流:
电流所做的功:
问题4:小明想:若把此灯接在照明电路中,这只灯泡的功率一定是40瓦吗?
答:不一定。只有在220伏电压下工作时,这只灯泡的功率才是40瓦。若实际电压高于220伏,它的功率就大于40瓦;若实际电压低于220伏,灯泡的功率就小于40瓦。
问题5:小明同学又想,如果把此灯接在380伏的电路上,会发生什么现象?
答:根据
有
由于P实远大于P额 ,所以灯丝很快被损坏。
问题6:要在此电压(380伏)下仍然使灯正常工作,你有什么办法?
方法:给此灯串联一个电 阻,如右图:
“220V,40W”
R/
U=380V
解:R/两端电压U/=U总-U额=380V-220V=160V
而电路中的电流
所以
那么串联电阻应满足什么条件?
如果只有几只这样的灯泡,而没有电阻,
还有什么方法也可以使它工作?
方法:可以将两个这样的灯泡串联起来组
成串联灯,这样既能起到照明作用,
同时还可以延长灯泡寿命。
“220V,40W”
U=380V
“220V,40W”
问题7:小明回忆起星期天的早上,小明刚打开灯时,灯丝烧断了,为什么?小明的爷爷把断了的灯丝搭在一起,灯又亮了,灯有什么变化?为何会有这种变化?
答:刚开灯时,灯丝温度较低,电阻小,导致灯泡的电功率较大,所以容易烧断。断了的灯丝搭在一起后,灯会变亮,原因是灯丝的电阻变小,而灯泡两端的电压不变,所以灯泡的电功率变大
问题8:小明同学又拿起一只灯泡标有“220V,25W”字样,他想若将此灯与“220V,40W”的灯泡并联,接到220伏的电路中哪个灯泡会更亮一些?
答:因为并联支路两端电压相等U=U1=U2,故两灯两端电压都等于额定电压220伏,所以消耗的功率也都等于各自的额定功率,所以“220V,40W”灯泡的功率大,并且会更亮一些。
问题9:把这两个灯泡(“220V,25W”, “220V,40W”)串联起来,接到220伏的电路中,哪个灯泡消耗的功率大?(或哪个更亮)
分析:从 可知,在额定电压相同的情况下,额定功率小的灯丝电阻大,即“220V,25W”的灯丝电阻比“220V,40W”的灯丝电阻大,又因为串联电路中电流处处相等,即I1=I2 =I。根据P=I2R可知,电阻大的消耗的电功率大,所以两灯串联后“220V,25W”灯泡消耗的功率大,即此灯亮。
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