物理
（2014•宜昌）我们在进行电学实验时，需要注意灯泡的安全使用和电路安全．现有两只白炽灯L1“12V 12W”和L2“18V 9W”．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）（1）若把灯泡L1和L2并联起来接到某一电源上，为了使灯泡安全工作，电源最大电压为多少伏？此时通电5min，流过灯泡L2的电流做了多少功？（2）若把灯泡L2与一个滑动变阻器串联制作成一个调光台灯，现有一个24V的电源和三个不同型号的滑动变阻器，分别为“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω&nbs

2019-06-24

（2014•宜昌）我们在进行电学实验时，需要注意灯泡的安全使用和电路安全．现有两只白炽灯L1“12V 12W”和L2“18V 9W”．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）
（1）若把灯泡L1和L2并联起来接到某一电源上，为了使灯泡安全工作，电源最大电压为多少伏？此时通电5min，流过灯泡L2的电流做了多少功？
（2）若把灯泡L2与一个滑动变阻器串联制作成一个调光台灯，现有一个24V的电源和三个不同型号的滑动变阻器，分别为“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”，要让电路安全工作，请你通过计算说明应该选用哪一个滑动变阻器．
优质解答
（1）由P=
U2
R
可得，R1＝
U
2
1
P1
=
(12V)2
12W
=12Ω；
R2＝
U
2
2
P2
=
(18V)2
9W
=36Ω；
两灯泡并联时，各支路两端的电压相等，
则电源的电压U并=U1=12V，
通过灯泡L2的电流I2=
U并
R2
=
12V
36Ω
=
1
3
A，
此时通电5min，流过灯泡L2的电流做功W=UI2t=12V×
1
3
A×5×60s=1200J；
（2）电路电流最大约为IL=
UL
RL
=
18V
36Ω
=0.5A，
“50Ω 0.2A”的滑动变阻器电流太小不适合．
灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U′=U-U2=24V-18V=6V，
滑动变阻器电阻为：R′=
U′
IL
=
6V
0.5A
=12Ω，
“10Ω  1A”的电阻太小，不能满足实验需要，
故选择“20Ω  0.5A”滑动变阻器．
答：（1）若把灯泡L1和L2并联起来接到某一电源上，为了是灯泡安全工作，电源最大电压为12伏；
此时通电5min，流过灯泡L2的电流做了1200J的功；
（2）选择“20Ω  0.5A”滑动变阻器． （1）由P=
U2
R
可得，R1＝
U
2
1
P1
=
(12V)2
12W
=12Ω；
R2＝
U
2
2
P2
=
(18V)2
9W
=36Ω；
两灯泡并联时，各支路两端的电压相等，
则电源的电压U并=U1=12V，
通过灯泡L2的电流I2=
U并
R2
=
12V
36Ω
=
1
3
A，
此时通电5min，流过灯泡L2的电流做功W=UI2t=12V×
1
3
A×5×60s=1200J；
（2）电路电流最大约为IL=
UL
RL
=
18V
36Ω
=0.5A，
“50Ω 0.2A”的滑动变阻器电流太小不适合．
灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U′=U-U2=24V-18V=6V，
滑动变阻器电阻为：R′=
U′
IL
=
6V
0.5A
=12Ω，
“10Ω  1A”的电阻太小，不能满足实验需要，
故选择“20Ω  0.5A”滑动变阻器．
答：（1）若把灯泡L1和L2并联起来接到某一电源上，为了是灯泡安全工作，电源最大电压为12伏；
此时通电5min，流过灯泡L2的电流做了1200J的功；
（2）选择“20Ω  0.5A”滑动变阻器．
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