Question

小明的奶奶住在農(nóng)村，她家的樓道燈泡在深夜時(shí)很容易燒壞．為解決這一問題，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，夜晚來臨光控開關(guān)閉合，兩燈同時(shí)發(fā)光起指示燈作用，有人發(fā)聲時(shí)聲控開關(guān)閉合，L₁發(fā)光起照明燈作用．L₁和L₂都是“220V40W”，設(shè)燈泡的電阻、電源電壓不變化，請回答下列問題：
（1）燈泡的L₁電阻是

1210Ω

，按照題目意思開關(guān)S₁應(yīng)該是

聲控

（聲控、光控）開關(guān)．
（2）閉合開關(guān)S和S₁，L₁照明發(fā)光0.5h消耗的電能是多少？
（3）斷開S₁，閉合S，兩燈泡指示發(fā)光，電路消耗的總功率是多少？

Answer 1

分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=

U2

R

求出燈泡的L₁電阻；有人發(fā)聲時(shí)聲控開關(guān)閉合L₁發(fā)光起照明燈作用說明開關(guān)S₁為聲控開關(guān)；
（2）閉合開關(guān)S和S₁時(shí)，電路為L₁的簡單電路，根據(jù)W=Pt求出0.5h消耗的電能；
（3）斷開S₁，閉合S時(shí)兩燈泡串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=

U2

R

求出電路消耗的總功率．

解答：解：（1）由P=

U2

R

可得，燈泡的L₁電阻：
R₁=

U2

P1

=

(220V)2

40W

=1210Ω；
有人發(fā)聲時(shí)聲控開關(guān)閉合L₁發(fā)光起照明燈作用說明開關(guān)S₁為聲控開關(guān)；
（2）閉合開關(guān)S和S₁時(shí)，電路為L₁的簡單電路，0.5h消耗的電能：
W=P₁t=40W×0.5×3600s=7.2×10⁴J；
（3）斷開S₁，閉合S時(shí)兩燈泡串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電路消耗的總功率：
P=

U2

R1+R2

=

(220V)2

1210Ω+1210Ω

=20W．
答：（1）1210Ω；聲控；
（2）閉合開關(guān)S和S₁，L₁照明發(fā)光0.5h消耗的電能是7.2×10⁴J；
（3）斷開S₁，閉合S，兩燈泡指示發(fā)光，電路消耗的總功率是20W．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式、電功公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意得出聲光控開關(guān)的位置．