Question

（2011?南開區一模）黑夜里尋找開關很不方便，某同學利用一個相當于“PZ220-1”燈泡的指示燈L₁，一個標有“PZ220-40”的照明燈L₂和一個開關S，設計了一種帶有指示燈的開關：
（1）請在圖中適當位置填上開關S、指示燈L₁和照明燈L₂的符號．要求開關斷開時，照明燈泡滅，指示燈亮；開關閉合時照明燈泡亮，指示燈滅．
（2）通過計算說明開關斷開時指示燈亮，而照明燈泡滅的原因．

照明燈的實際功率太小，不足以使燈發光

．

Answer 1

分析：（1）開關閉合時，只有照明燈發光，開關斷開時，照明燈熄滅，指示燈會發出微弱的光，所以當開關斷開時，指示燈與照明燈串聯，開關閉合時，指示燈短路．
（2）開關斷開時，兩端串聯；先根據R=

U2

P

求出兩燈泡的電阻，再根據串聯電路電阻特點和歐姆定律求出電路中電流，根據P=I²R求出此時照明燈的實際功率，進一步分析結果即可找出燈泡滅的原因．

解答：解：（1）開關斷開時，指示燈與照明燈串聯，開關閉合時，指示燈短路．如圖所示：

（2）開關斷開時，兩端串聯；
兩燈的電阻分別為：
R₁=

U2

P1

=

(220V)2

1W

=48400Ω，
R₂=

U2

P2

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
串聯電路的電流為：
I=

U

R1+R2

=

220V

48400Ω+1210Ω

=

22

4961

A，
此時照明燈的實際功率為：
P′=I²R₂=（

22

4961

A）²×1210Ω≈0.024W，
所以照明燈的實際功率太小，不足以使燈發光．

點評：本題考查了電路圖的設計、串聯電路的特點、歐姆定律和電功率公式的靈活應用，關鍵是開關和兩燈泡串并聯的辨別，以及知道燈泡的亮暗取決于燈泡的實際功率．