灯泡L1标有“24V  12W”的字样,灯泡L2标有“12V  12W”的字样,将两个灯泡串联后接在电源电压为U的电路中,若要保证两个灯泡不损坏,则(  )A. 电源电压U的最大值为30VB. 两灯泡的实际功率之比为1:4C. 灯泡L2两端电压与电源电压U之比为1:3D. 电源电压U为36 V时,灯泡L1、L2均能正常发光

问题描述:

灯泡L1标有“24V  12W”的字样,灯泡L2标有“12V  12W”的字样,将两个灯泡串联后接在电源电压为U的电路中,若要保证两个灯泡不损坏,则(  )
A. 电源电压U的最大值为30V
B. 两灯泡的实际功率之比为1:4
C. 灯泡L2两端电压与电源电压U之比为1:3
D. 电源电压U为36 V时,灯泡L1、L2均能正常发光

(1)两灯泡的额定电流:
I1=

P1
U1
=
12W
24V
=0.5A,I2=
P2
U2
=
12W
12V
=1A;
两灯泡的电阻:
R1=
U1
I1
=
24V
0.5A
=48Ω,R2=
U2
I2
=
12V
1A
=12Ω;
∵要保证两个灯泡不损坏,
∴电路中的最大电流I=I1=0.5A,
电源的最大电压U=I(R1+R2)=0.5A×(48Ω+12Ω)=30V,故A正确、D不正确.
(2)∵串联电路各处的电流相等,
∴根据P=I2R可知,两灯泡的实际功率之比:
P1:P2=R1:R2=48Ω:12Ω=4:1,故B不正确;
根据U=IR可知,灯泡L2两端电压与电源电压之比:
U2:U=R2:(R1+R2)=12Ω:(48Ω+12Ω)=1:5,故C不正确.
故选A.
答案解析:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式I=
P
U
求出两灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻;串联时,能正常发光的只能是额定电流较小的那一个,再利用公式U=IR可求电源电压.
(2)根据串联电路的电流特点和P=I2R、U=IR求出两灯泡的实际功率之比以及灯泡L2两端电压与电源电压U之比.
考试点:电功率的计算;串联电路的电流规律;欧姆定律的应用.

知识点:本题考查电阻、电流和电压的计算以及电功率、欧姆定律公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是判断正常发光的灯泡,要记住串联电路电流的规律.