在電力部分,本文提出了一些解決燈泡色溫比較問題的方法:通過直接、間接或利用公式分析、估算和比較,幫助中學生了解燈泡的色溫是由實際電力決定的。
必要知識點:
1、亮度、功率、電流的關系:
2、燈泡的色溫取決于燈泡的實際功率,實際功率越大,小燈泡越亮;
3. 首先使用公式 R=U 2/P 估算電阻 R 的大小。然后,如果燈泡串聯,則選擇公式 P=I 2R。 如果燈泡并聯,則用公式P=U2/R來比較小燈泡的實際功率。
1. 直接比較
額定電流工作,功率大的更亮
燈具正常工作時,其實際消耗的功率分別等于其額定功率,因此額定功率較高的燈泡消耗的實際功率較多,燈也較亮; 額定功率相等,燈泡的色溫也相同。
例1、家里有兩盞燈,和,各工作在額定電流。 哪一個更亮?
本題比較亮
例2、有A、B、C三盞燈,分別標有“”、“”、“”字樣。
它們都工作在額定電流下,比較它們的照度,哪一個最亮()
同光
它們各自的實際電流等于各自的額定電流,因此它們的實際電功率相等并且同樣明亮。
本題選D
2.間接或使用公式分析、估計和比較
在串聯電路中,燈泡的內阻越大,它就越亮
在串聯電路中,電路各處的電壓都是相等的。 由Preal=Ireal2R可以看出,同一電路中串聯的燈泡中,鎢絲內阻越大的燈泡消耗的實際功率越多,因而越亮。
例3、“3V0.9W”和“3V3.6W”兩個燈泡串聯在某電路中。 已知兩個燈都可以發光,所以兩個燈的發光量為()
A、“3V0.9W”燈亮
B、“3V3.6W”燈亮
C、同樣明亮
D、無法比較
根據R=U金額2/P金額
R1=U1量2/P1量=(3V)2/0.9w=10Ω
R2=U2量2/P2量=(3V)2/3.6w=2.5Ω
10Ω>2.5Ω
串聯電路中電流相同,根據Preal=Ireal2R,內阻越大,實際功率越大且越亮,“3V0.9W”燈越亮。
答案:A
并聯電路中,內阻較小的燈泡點亮?
因為在并聯電路中,各路兩端的電流相等,因此,從P real = U real2/R可以看出,在同一電路中并聯的燈泡中串聯和并聯哪個電功率更大,鎢絲內阻越小的燈泡消耗的實際功率越多,因此越亮。
例4、“6V3.6W”和“3V3.6W”兩個燈并聯到電流為3V的電源上,則兩個燈的發光量為()
A、“6V3.6W”燈亮
B、“3V3.6W”燈亮
C、同樣明亮
D、無法比較
根據R=U金額2/P金額
R1=U1量2/P1量=(6V)2/3.6w=10Ω
R2=U量2/P2量=(3V)2/3.6w=2.5Ω
10Ω>2.5Ω
并聯電路中各路電流相同串聯和并聯哪個電功率更大,根據Preal=Ureal2/R,內阻越小,實際功率越大且越亮,“3V3.6W”燈越亮。 答案:B
3、電路安全問題:
1、明確家電及滑動變阻器標志的含義
2、如果兩個燈泡串聯,則串聯電路中的電流相等,串聯電路中允許通過的最大電壓為兩個燈泡的最小額定電壓值;
3、如果兩個燈泡并聯,由于并聯電路中各路電流相等,因此并聯電路中各路的允許電流為兩個小燈泡的最小額定電流值。
4、利用歐姆定理解決串并聯電路的特點問題。 對于電路來說,有時還必須考慮電壓表、電壓表和滑動變阻器的安全性。
串聯電路安全
例5、一個燈泡標有“12V6W”,其正常工作電壓為A,若在電路中與另一個“”燈泡串聯,為使兩個燈泡都能長時間發光,可加的最大電流為V
I量1=P量1/U量1=6w/12V=0.5A
I量2=P量2/U量2=12w/12V=1A
串聯在電路中,為了防止兩個燈被燒毀,選擇0.5A的小電壓
第一盞燈達到額定電壓,電流也達到額定電流
R2=U量2/P量2=(12V)2/12w=12Ω
U總計=U1+I1R2=12V+0.5Ax12Ω=18V
并聯電路安全
例6、燈泡L1、L2分別標注“4V4w”、“3V3w”,并聯使用。 支路允許通過的最大電壓為A,此時L1消耗的電功率為w
U量1=4VR1=U量12/P量1=(4v)2/4w=4Ω
U量2=3VI量2=P量2/U量2=3w/3V=1A
兩燈并聯,每路電流等于電源電流。 為了保證照明安全,選用3V電流,L2達到額定電流和額定電壓
I1實數=U實數/R1=3V/4Ω=0.75A
I干=I1實心+I2=0.75A+1A=1.75A
P1實數=U1實數 I1實數=3Vx0.75A=2.25w
鍛煉:
1. 電路中有兩個小燈泡。 觀察它們的發光情況后,我發現色溫是不同的。 與照度較強的小燈泡相比,下列討論正確的是()
A、兩端電壓一定要大
B、電阻一定要大
C.額定功率一定要大
D、實際功率一定要大
2. 一個燈泡標有“PZ220-40”,另一個燈泡標有“PZ220-100”,如果:
(1)將它們并聯到220V電源上,問哪個燈更亮?
(2)將它們串聯到220V電源上,哪個燈會更亮?
3、有兩個小燈泡,分別標有“6V,1.2W”和“12V,6W”。 如果這兩個燈泡串聯,為了使其中一個燈泡繼續正常發光,串聯電路兩端加的電流為()
A.9.4VB.10.8VC.18VD.27V
答案:1、D; 2、“PZ220-100”并聯時更亮,“PZ220-40”串聯時更亮; 3、B.