【答案】
分析:由題意可知要求串聯(lián)的燈泡能使燈泡L的實際功率最大且不超過額定功率;先根據(jù)燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率,根據(jù)I=
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分別求出額定電流,再根據(jù)歐姆定律分別求出燈泡的電阻;將不同的兩個燈泡串聯(lián)起來接在電源兩端時,先確定電路中的最大電流,再根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律求出兩端的最大電壓,進一步可判斷燈泡是否正常工作,最后利用P=I
2R結(jié)合串聯(lián)電路的電阻特點、歐姆定律求出L實際功率,比較其大小即可得出答案.
解答:解:四個燈泡的額定電流分別為:
I
1=
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=
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=1.5A,I
2=
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=
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=1A,I
3=
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=
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=2A,I
4=
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=
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=1A;
燈泡的電阻為:
R
1=
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=
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=4Ω,R
2=
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=
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=3Ω,R
3=
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=
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=2.5Ω,R
4=
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=
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=9Ω;
(1)當“6V 9W”與“3V 3W”串聯(lián)時,電路的最大電流為1A,此時電源的最大電壓為U=I(R
1+R
2)=1A×(4Ω+3Ω)=7V<10V,所以兩燈泡接到10V的電源上時,“6V 9W”的燈泡分得的電壓大于6V,故其不能長時間工作;
(2)當“6V 9W”與“5V 10W”串聯(lián)時,電路的最大電流為1.5A,此時電源的最大電壓為U=I(R
1+R
3)=1.5A×(4Ω+2.5Ω)=9.75V<10V,所以兩燈泡接到10V的電源上時,“6V 9W”的燈泡分得的電壓大于6V,故其不能長時間工作;
(3)當“6V 9W”與“9V 9W”串聯(lián)時,電路的最大電流為1A,此時電源的最大電壓為U=I(R
1+R
4)=1A×(4Ω+9Ω)=13V>10V,所以兩燈泡接到10V的電源上時,“6V 9W”燈泡的實際功率為P
L=I
2R
1=(
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)
2×4Ω≈2.7W;
(4)當“6V 9W”與“6V 9W”串聯(lián)時,兩燈泡同時正常工作的電壓為U=12V>10V,所以兩燈泡接到10V的電源上時,“6V 9W”燈泡的實際功率為P
L=I
2R
1=(
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)
2×4Ω=6.25W;
綜上分析,根據(jù)燈泡的亮暗取決于燈泡的實際功率可知:
要使L能亮度達最大且能長時間發(fā)光,則與L串聯(lián)接入到10V電源的另一只燈泡應是“6V 9W”;
故選B.
點評:本題考查了電功率的計算和歐姆定律的應用,以及電阻的串聯(lián)特點.關(guān)鍵是確定電路中的最大電流進一步得出兩燈泡兩端的最大電壓,再求出燈泡實際功率的大��;還要知道燈泡的亮暗取決于實際功率的大�。�