单选题
5.将“110V.100W”和“110V.40W”的两个灯泡串接在220V的电路中,结果是( )。
A
“110V.100W”比“110V.40W”亮
B
“110V.100W”比“110V.40W”暗
C
“110V.100W”将烧毁
D
“110V.40W”将烧毁
答案解析
正确答案:D
解析:
好的,让我们一起来探讨这道有趣的题目。首先,我们需要理解一些基本的电学概念,比如电压、电流、电阻以及功率的关系。
### 1. 理解题干信息
题目给出了两个灯泡的信息:一个是“110V, 100W”,另一个是“110V, 40W”。这意味着这两个灯泡在额定电压为110伏特时分别能发出100瓦特和40瓦特的功率。
### 2. 分析灯泡特性
根据功率公式 \(P = \frac{V^2}{R}\),其中 \(P\) 是功率,\(V\) 是电压,而 \(R\) 是电阻。我们可以推导出每个灯泡的电阻:
- 对于 “110V, 100W”的灯泡:
\[
R_1 = \frac{V^2}{P} = \frac{(110)^2}{100} = 121 \Omega
\]
- 对于 “110V, 40W”的灯泡:
\[
R_2 = \frac{V^2}{P} = \frac{(110)^2}{40} = 302.5 \Omega
\]
### 3. 串联电路的特点
当这两个灯泡被串联起来时,它们共享相同的电流,但电压会在两者之间分配。总电阻 \(R_{total} = R_1 + R_2 = 121\Omega + 302.5\Omega = 423.5\Omega\)。
### 4. 计算实际电压
接下来,我们需要计算在这个220V电路中每个灯泡上的电压。由于电阻不同,它们分担的电压也会不同。根据电压分配规则(即电压与电阻成正比):
- 灯泡1 (121Ω) 的电压 \(V_1\):
\[
V_1 = \frac{R_1}{R_{total}} \cdot V_{total} = \frac{121}{423.5} \cdot 220 \approx 62.5V
\]
- 灯泡2 (302.5Ω) 的电压 \(V_2\):
\[
V_2 = \frac{R_2}{R_{total}} \cdot V_{total} = \frac{302.5}{423.5} \cdot 220 \approx 157.5V
\]
### 5. 判断结果
从上面的计算可以看出,灯泡2承受了更高的电压(157.5V),远超其额定电压110V,因此它会因过压而烧毁。
所以正确答案是 **D: “110V, 40W” 将烧毁**。
### 生动的例子
想象一下,两个朋友(灯泡)一起去爬山(电压),但他们有不同的体力(电阻)。一个朋友体弱(电阻大),另一个朋友体壮(电阻小)。如果他们试图一起攀登一座非常高且陡峭的山(高电压),体弱的朋友可能会因为体力不支而倒下(烧毁),而体壮的朋友虽然也会累,但至少还能坚持一段时间(不会立即烧毁)。
希望这个解释对你有所帮助!如果你还有任何疑问或需要进一步解释,请随时告诉我。
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