Question

16．现有“6V 3W”的L₁和“6V 6W”的L₂两只小灯泡串联后接在电路中使用时，为了使电路安全使用，电路两端允许加的最大电压为9V；若再把两只小灯泡串联后接到电源电压为6V的电路中，灯泡L₁（选填“L₁”或“L₂”）更亮．

Answer 1

分析 知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，再根据欧姆定律求出电阻；
（1）两只小灯泡串联后接在电路中使用时，为了使电路安全使用，串联电路的最大电流只能取两个额定电流中最小的一个，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压；
（2）根据P=I²R求得其实际功率．再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断它们的亮暗关系．

解答 解：（1）由P=UI可得，两灯泡的额定电流：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，两灯泡的电阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
两只小灯泡串联后接在电路中使用时，
因为串联电路中各处的电流相等，所以为了使电路安全使用，电路中的最大电流I=I₁=0.5A，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
电路两端允许加的最大电压：
U=I（R₁+R₂）=0.5A×（12Ω+6Ω）=9V；
（2）把两只小灯泡串联后接到电源电压为6V的电路中，此时电流I′=$\frac{U′}{{R}_{串}}$=$\frac{6V}{12Ω+6Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
灯泡L₁的实际功率P_实1=（I′）²R₁=${（\frac{1}{3}A）}^{2}$×12Ω=$\frac{4}{3}$W，
灯泡L₂的实际功率P_实2=（I′）²R₂=${（\frac{1}{3}A）}^{2}$×6Ω=$\frac{2}{3}$W，
因为P_实1＞P_实2，所以灯泡L₁更亮．
故答案为：9；L₁．

点评 本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个，以及灯泡的亮暗取决于实际功率的大小．