Question

小明要设计一个照明电路，现有两盏规格为“12V 12W”的灯泡和一个12V的太阳能电池．
（1）一盏“12V 12W”的灯泡正常发光，10h消耗多少千瓦时的电能？
（2）若这两灯泡串联接在太阳能电池上，总功率是多少？
（3）若这两灯泡并联接在太阳能电池上，总功率是多少？
（4）要提高照明效果，两灯泡应该串联还是并联接入电路．为什么？

Answer 1

解：（1）消耗电能W=Pt=0.012kW×10h=0.12kW?h．
答：10h消耗0.12千瓦时的电能．
（2）一个灯泡的电阻R_灯===12Ω．
两灯泡串联电阻R_串=2R_灯=2×12Ω=24Ω，
两灯泡串联的总功率P_串===6W．
答：总功率是6W．
（3）两灯泡并联接在太阳能电池上，因实际电压等于灯泡的额定电压，两灯泡均正常发光．总功率P_并=2P_灯=2×12W=24W．
答：总功率是24W．
（4）要提高照明效果，两灯泡应该并联接入电路．因为从上面计算结果知，P_并＞P_串，在相同时间内，并联消耗电能多，灯泡明亮，照明效果好．
分析：（1）已知灯泡的额定功率和工作时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能．
（2）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=求出灯泡的电阻，进一步求出串联电阻，再根据公式P=求出串联的总功率．
（3）两灯并联时电源电压等于额定电压，总功率等于两灯功率之和．
（4）根据求出的串联和并联的总功率，比较大小，再根据公式W=Pt求出在相等的时间内消耗电能的多少，消耗电能多，灯泡明亮，照明效果好．
点评：本题考查电阻、功率、消耗电能的计算，关键是公式及其变形的应用，还要知道串并联电路电阻、电流、电压的规律．