Question

小明要設計一個照明電路，現有兩盞規格為“12V 12W”的燈泡和一個12V的太陽能電池．
（1）一盞“12V 12W”的燈泡正常發光，10h消耗多少千瓦時的電能？
（2）若這兩燈泡串聯接在太陽能電池上，總功率是多少？
（3）若這兩燈泡并聯接在太陽能電池上，總功率是多少？
（4）要提高照明效果，兩燈泡應該串聯還是并聯接入電路．為什么？

Answer 1

分析：（1）已知燈泡的額定功率和工作時間，根據公式W=Pt可求消耗的電能．
（2）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據公式R=

U2

P

求出燈泡的電阻，進一步求出串聯電阻，再根據公式P=

U2

R

求出串聯的總功率．
（3）兩燈并聯時電源電壓等于額定電壓，總功率等于兩燈功率之和．
（4）根據求出的串聯和并聯的總功率，比較大小，再根據公式W=Pt求出在相等的時間內消耗電能的多少，消耗電能多，燈泡明亮，照明效果好．

解答：解：（1）消耗電能W=Pt=0.012kW×10h=0.12kW?h．
答：10h消耗0.12千瓦時的電能．
（2）一個燈泡的電阻R_燈=

U額2

P額

=

(12V)2

12W

=12Ω．
兩燈泡串聯電阻R_串=2R_燈=2×12Ω=24Ω，
兩燈泡串聯的總功率P_串=

U2

R串

=

(12V)2

24Ω

=6W．
答：總功率是6W．
（3）兩燈泡并聯接在太陽能電池上，因實際電壓等于燈泡的額定電壓，兩燈泡均正常發光．總功率P_并=2P_燈=2×12W=24W．
答：總功率是24W．
（4）要提高照明效果，兩燈泡應該并聯接入電路．因為從上面計算結果知，P_并＞P_串，在相同時間內，并聯消耗電能多，燈泡明亮，照明效果好．

點評：本題考查電阻、功率、消耗電能的計算，關鍵是公式及其變形的應用，還要知道串并聯電路電阻、電流、電壓的規律．