Question

15．“五一”長(zhǎng)假期間，張曉同學(xué)隨做鉆井工作的爸爸來(lái)到野外作業(yè)的鉆井工地進(jìn)行實(shí)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(gè)“PZ220-100W”的燈泡；二是感覺(jué)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(shí)野外作業(yè)需要的主要是動(dòng)力電（電壓為380V），為了節(jié)約，一般不再專門(mén)架設(shè)照明電路，而是靈活地運(yùn)用380V的電壓臨時(shí)照明用．張曉同學(xué)認(rèn)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(shí)際電壓是多少？
（3）假設(shè)燈泡的電阻不變，求出此種連接方式每只燈泡的實(shí)際功率．
（4）請(qǐng)你分析此種情況感覺(jué)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(shí)際電路中的電壓，進(jìn)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(jì)算實(shí)際功率的大��；
（4）根據(jù)實(shí)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(shí)野外作業(yè)需要的主要是動(dòng)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(diǎn)可知，兩燈泡串聯(lián)時(shí)，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(shí)際功率：
P_實(shí)=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（190V）^{2}}{484Ω}$≈75W；
（4）由上述計(jì)算結(jié)果可知，由于燈泡串聯(lián)后不能達(dá)到額定電壓，故實(shí)際功率變小，
P_實(shí)=75W＜P_額=100W，
所以，感覺(jué)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(shí)際電壓是190V；
（3）假設(shè)燈泡的電阻不變，此種連接方式每只燈泡的實(shí)際功率約75W；
（4）由于燈泡串聯(lián)后不能達(dá)到額定電壓，故實(shí)際功率變小，P_實(shí)＜P_額，所以，感覺(jué)燈泡發(fā)光的亮度比家庭中同樣燈泡暗．

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