单选题
( )在照明电路中,两只100瓦的灯泡串联接入时,每只灯光的实际功率是
A
100W
B
50W
C
200W
D
25W
答案解析
正确答案:D
解析:
本题考查的是电功率在串联电路中的计算,核心知识点包括欧姆定律、电功率公式以及串联电路的特性。
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**一、题目分析**
题干:两只100瓦的灯泡串联接入照明电路(即额定电压为220 V的家用电路),求每只灯泡的实际功率。
注意:灯泡的“100 W”是指其在**额定电压(通常为220 V)下正常工作时的功率**,而非电阻恒定不变的纯电阻器件——但在此类理想化物理题中,我们默认灯丝电阻不随温度显著变化(或忽略温度对电阻的影响),因此可将灯泡视为阻值恒定的纯电阻。
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**二、关键步骤推导**
1. **求单只灯泡的电阻**
根据额定功率公式:
\[
P_{\text{额}} = \frac{U_{\text{额}}^2}{R}
\]
得:
\[
R = \frac{U_{\text{额}}^2}{P_{\text{额}}} = \frac{220^2}{100} = 484\ \Omega
\]
2. **两灯泡串联后的总电阻**
\[
R_{\text{总}} = R + R = 2R = 2 \times 484 = 968\ \Omega
\]
3. **串联后电路中的电流(电源电压仍为220 V)**
\[
I = \frac{U}{R_{\text{总}}} = \frac{220}{968} = \frac{5}{22}\ \text{A} \approx 0.227\ \text{A}
\]
4. **每只灯泡的实际功率**
因串联电路中电流处处相等,每只灯泡的功率为:
\[
P_{\text{实}} = I^2 R = \left( \frac{5}{22} \right)^2 \times 484
\]
计算:
\[
\left( \frac{5}{22} \right)^2 = \frac{25}{484},\quad \text{故}\quad P_{\text{实}} = \frac{25}{484} \times 484 = 25\ \text{W}
\]
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**三、结论与选项判断**
每只灯泡实际功率为25 W,对应选项 **D**。
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**四、核心知识点总结**
- 灯泡的额定功率是在额定电压下的功率,其电阻由 \( R = U_{\text{额}}^2 / P_{\text{额}} \) 决定,在本题中视为恒定。
- 串联电路中:电流处处相等;总电阻等于各电阻之和;各元件分压,且电压分配与电阻成正比。
- 实际功率计算有三种等效形式:
\( P = UI \),\( P = I^2 R \),\( P = U^2 / R \);
此处因电流相同且电阻已知,用 \( P = I^2 R \) 最直接。
- 重要规律(可快速验证):
两个相同电阻串联于原电压下,每只电阻两端电压减半(\( U/2 \)),则其功率为
\[
P = \frac{(U/2)^2}{R} = \frac{U^2}{4R} = \frac{1}{4} \cdot \frac{U^2}{R} = \frac{1}{4} P_{\text{额}} = 25\ \text{W}
\]
故答案为25 W。
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综上,正确答案是 **D: 25W**。
相关知识点:
串联灯泡功率降
题目纠错
新版-合肥仁创职业培训学校有限公司电工(四级)理论知识考核练习题
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