Question

15．“五一”長假期間，張曉同學隨做鉆井工作的爸爸來到野外作業(yè)的鉆井工地進行實際考察．張曉發(fā)現(xiàn)工地上用于照明的電路較特殊，一是每處都接兩個“PZ220-100W”的燈泡；二是感覺亮度比家庭中室內(nèi)正常發(fā)光的同樣的燈泡暗．張曉從電工師傅處了解到：臨時野外作業(yè)需要的主要是動力電（電壓為380V），為了節(jié)約，一般不再專門架設照明電路，而是靈活地運用380V的電壓臨時照明用．張曉同學認真思考后，明白了其中的道理．
（1）該照明電路是怎樣連接的？
（2）這種連接方式，每只燈泡兩端的實際電壓是多少？
（3）假設燈泡的電阻不變，求出此種連接方式每只燈泡的實際功率．
（4）請你分析此種情況感覺燈泡發(fā)光的亮度比家庭中同樣燈泡暗的原因．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓和實際電路中的電壓，進一步判斷電路的連接方式；
（2）串聯(lián)電路中，電流相同，電壓與電阻成正比，即串聯(lián)分壓；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓可得出電壓的大小，根據(jù)額定電壓和額定功率可求出燈泡的電阻，再根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可計算實際功率的大小；
（4）根據(jù)實際功率與額定功率的比較可得出燈泡較暗的原因．

解答 解：（1）由題意知，臨時野外作業(yè)需要的主要是動力電電壓為380V，超出燈泡的額定電壓220V，所以燈泡不可能并聯(lián)，必須兩只燈泡串聯(lián)在一起；
（2）根據(jù)串聯(lián)分壓的特點可知，兩燈泡串聯(lián)時，每只燈泡兩端的電壓U=$\frac{380V}{2}$=190V；
（3）由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得燈泡的電阻：
R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω，
每只燈泡的實際功率：
P_實=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（190V）^{2}}{484Ω}$≈75W；
（4）由上述計算結果可知，由于燈泡串聯(lián)后不能達到額定電壓，故實際功率變小，
P_實=75W＜P_額=100W，
所以，感覺燈泡發(fā)光的亮度比家庭中同樣燈泡暗．
答：（1）該照明電路是串聯(lián)連接的；
（2）這種連接方式，每只燈泡兩端的實際電壓是190V；
（3）假設燈泡的電阻不變，此種連接方式每只燈泡的實際功率約75W；
（4）由于燈泡串聯(lián)后不能達到額定電壓，故實際功率變小，P_實＜P_額，所以，感覺燈泡發(fā)光的亮度比家庭中同樣燈泡暗．

點評 本題考查了在動力電電壓為380V時，如何連接燈泡的一種特殊方法，與生活生產(chǎn)實際聯(lián)系密切，從課內(nèi)拓展到課外，有一定的實際意義，值得我們關注．