标有“6V 6W”、“9V 3W”字样的灯L1和L2.(1)串联接在某电源上,设灯丝的电阻不变,要保证两灯安全工作,电源电压不应超过多少伏?(2)若将两灯并联使用,保证两灯安全工作,则干路中的电流不超过多少安?

问题描述:

标有“6V 6W”、“9V 3W”字样的灯L1和L2
(1)串联接在某电源上,设灯丝的电阻不变,要保证两灯安全工作,电源电压不应超过多少伏?
(2)若将两灯并联使用,保证两灯安全工作,则干路中的电流不超过多少安?

由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1=

P1
U1
=
6W
6V
=1A,I2=
P2
U2
=
3W
9V
=
1
3
A,
由欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:
R1=
U1
I1
=
6V
1A
=6Ω,R2=
U2
I2
=
9V
1
3
A
=27Ω;
(1)∵串联电路中各处的电流相等,
∴两灯泡串联时,电路中的最大电流I=
1
3
A,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电源的最大电压:
U=I(R1+R2)=
1
3
A×(6Ω+27Ω)=11V;
(2)∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴两灯泡并联时,电源的最大电压U=6V,此时通过L1的电流为1A,
通过L2的电流:
I2′=
U
R2
=
6V
27Ω
≈0.22A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴干路中的最大电流:
I=I1+I2′=1A+0.22A=1.22A.
答:(1)串联接在某电源上,电源电压不应超过11V;
(2)若将两灯并联使用,干路中的电流不超过1.22A.
答案解析:(1)已知两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出额定电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻;(2)串联时,能正常发光的只能是额定电流较小的那一个,利用串联电路的电阻特点和欧姆定律电源的最大电压;(3)并联时,能正常发光的只能是额定电压较小的那一个,利用欧姆定律分别求出通过的电流,利用并联电路的电流特点求出干路最大电流.
考试点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电阻的串联;电功率的计算.
知识点:本题考查了串联电路和并联电路特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是知道为保证电路安全,两灯泡串联时电路中的最大电流为两者额定电流较小的一个,两灯泡并联时最大电压为两者额定电压较小的一个.