Question

2．如圖所示電路中，三個相同的燈泡額定功率是40W，在不損壞燈泡的情況下，這三個燈泡消耗的總功率最大不應超過60W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，L₁與L₂并聯(lián)后再與L₃串聯(lián)，三個相同燈泡的電阻相等，根據(jù)電阻的并聯(lián)可知并聯(lián)部分電阻與L₃的阻值關系，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知L₃先正常發(fā)光，此時電路消耗的總功率最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=I²R求出電路消耗的最大總功率，即可得出答案．

解答 解：設燈泡的電阻為R，額定電壓為U₀，額定電流為I₀，
則燈泡的額定功率：P₀=U₀I₀=I₀²R=40W，
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，且三燈泡的電阻相同，
所以，L₁與L₂并聯(lián)后的總電阻$\frac{R}{2}$小于L₃的阻值R，
因串聯(lián)電路中電阻越大分得的電壓越大，反之越小，
所以，L₁與L₂并聯(lián)部分的總電壓小于L₃兩端的電壓，
不損壞燈泡的情況下，L₃兩端的電壓最大為U₀，即L₃正常發(fā)光時，電路消耗的總功率最大，此時電路中的總電路為I₀；
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路消耗的最大總功率：
P_大=I₀²（R_并+R₃）=I₀²（$\frac{R}{2}$+R）=$\frac{3}{2}$I₀²R=$\frac{3}{2}$×40W=60W．
故答案為：60W．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和電功率公式的應用，判斷出L₃比L₁與L₂并聯(lián)部分先正常發(fā)光是關鍵．