Question

（2013?濟南）小明發(fā)現(xiàn)自己家汽車照明大燈的燈泡內有兩根燈絲，一根是功率較小的近光燈絲（主要用于照亮車前較近的路面），另一根是功率稍大的遠光燈絲（主要用于照亮前方較遠的路面）．當控制手柄撥到“近光”位置時，近光燈絲正常發(fā)光；當控制手柄撥到“遠光”位置時，近光燈絲和遠光燈絲同時正常發(fā)光．該燈泡上標有“12V 60W/54W”的字樣，通過計算回答：
（1）當控制手柄撥到“近光”位置時，通過近光燈絲的電流多大？
（2）近光燈絲正常發(fā)光時的電阻多大？
（3）小明爸爸駕車在郊區(qū)道路上行駛，將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置5分鐘，這段時間內一個照明大燈消耗的電能是多少？
（4）說明這種燈泡內兩根燈絲在電路中的連接方式，并簡述理由．

Answer 1

分析：（1）當控制手柄撥到“近光”位置時，電路只有近光燈絲工作，利用P=UI求出通過近光燈絲的電流；
（2）根據歐姆定律求出近光燈絲正常發(fā)光時的電阻；
（3）將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置時，照明大燈消耗的電功率等于兩燈絲的電功率之和，根據W=Pt求出消耗的電能；
（4）根據串聯(lián)電路不能獨立工作、并聯(lián)電路可以獨立工作判斷兩燈絲的連接方式．

解答：解：（1）當控制手柄撥到“近光”位置時，電路只有近光燈絲工作，
由P=UI可得，通過近光燈絲的電流：
I_近=

P近

U

=

54W

12V

=4.5A；
（2）由歐姆定律可得，近光燈絲正常發(fā)光時的電阻：
R_近=

U

I近

=

12V

4.5A

≈2.7Ω；
（3）將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置時，
總功率：
P=P_近+P_遠=60W+54W=114W，
5分鐘消耗的電能：
W=Pt=114W×5×60s=34200J；
（4）這種燈泡內兩根燈絲是并聯(lián)的，因近光燈絲既可以單獨發(fā)光，也可以和遠光燈絲同時正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的．
答：（1）當控制手柄撥到“近光”位置時，通過近光燈絲的電流為4.5A；
（2）近光燈絲正常發(fā)光時的電阻約為2.7Ω；
（3）將控制手柄撥到并保持在“遠光”位置5分鐘一個照明大燈消耗的電能為35200J
（4）這種燈泡內兩根燈絲在電路中的連接方式是并聯(lián)，因近光燈絲既可以單獨發(fā)光，也可以和遠光燈絲同時正常發(fā)光，所以它們是并聯(lián)的．

點評：本題考查了歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用，關鍵是根據串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點判斷出燈泡內兩根燈絲在電路中的連接方式．