电学与磁学 · 人教版九年级物理第十八章

额定功率与灯泡实际亮度模拟器

灯泡亮度唯一判据：灯泡的实际亮度只取决于它的“实际功率 P_实”，与额定功率没有必然关系！串联时电阻大的分压大更亮（40W电阻更大所以更亮）；并联时电阻小的电流大更亮（100W更亮）。

本地计算 · 数据不上传

考点预设与典型误区：

3D 物理实验视窗● 60 FPS

速度:

实验控制变量

供电电源电压 U

灯泡1额定功率 P1

灯泡2额定功率 P2

连接方式 (1=串联, 2=并联)

灯泡1实际功率 P_实1

灯泡2实际功率 P_实2

灯泡1灯丝电阻 R1

灯泡2灯丝电阻 R2

【实时推导与公式代入】

基本公式： --

代入过程： --

物理状态： --

【题干】 将标有“6V 3W”的灯泡 L1 和标有“6V 6W”的灯泡 L2 串联在 9V 的电源两端，哪个灯泡能正常发光？哪个灯泡会被烧毁？（不计温度对灯丝电阻的影响）

【详细计算步骤】

1) 算额定电流和电阻：L1 额定电流 I1 = 3W/6V = 0.5A，R1 = 6V/0.5A = 12Ω；L2 额定电流 I2 = 6W/6V = 1.0A，R2 = 6V/1.0A = 6Ω；2) 串联总电阻 R = 12 + 6 = 18Ω，通过电路的实际电流 I = U/R = 9V/18Ω = 0.5A；3) 因为实际电流 I = 0.5A 恰好等于 L1 的额定电流，所以 L1 恰好正常发光；流过 L2 的电流 0.5A 小于其额定电流 1.0A，L2 暗淡，两灯均不会烧毁。

【题干】 小明家的电能表面板上标有“3000r/(kW·h)”。某天他关闭家里其他所有电器，只让一台电热水壶单独工作，测得电能表转盘在 3 分钟内转了 150 圈。求该电热水壶的实际电功率。

【详细计算步骤】

1) 转 150 圈消耗电能：W = 150 / 3000 kW·h = 0.05 kW·h = 0.05 × 3.6×10⁶ J = 1.8×10⁵ J；2) 实际工作时间 t = 3 min = 180s；3) 实际功率 P = W/t = 1.8×10⁵ J / 180s = 1000W = 1kW。

Q1. 变式 1：灯泡标有“220V 40W”和“220V 100W”，哪只灯泡的灯丝更粗？哪只灯泡的灯丝更细？

Q2. 变式 2：在“测量小灯泡电功率”的实验中，多次测量能否求平均值作为小灯泡的“额定功率”？为什么？

Q3. 变式 3：一盏白炽灯刚开灯的瞬间容易烧毁，而在持续点亮工作时反而不容易烧毁，这是为什么？

“度”是电功率的单位还是电功（电能）的单位？1度电等于多少焦耳？

“度”是日常生活中电功（消耗电能）的通俗单位，学名叫千瓦时（kW·h）。1度电 = 1 kW·h = 1000W × 3600s = 3.6×10⁶ J（360万焦耳），可供 100W 灯泡点亮 10 小时。

节能灯和 LED 灯为什么比传统白炽灯省电得多？

发光效率（光电转换效率）截然不同！白炽灯将 90% 以上的电能浪费成了发热红外辐射，只有不到 10% 转化为可见光；LED 灯冷光源直接激发电子空穴复合发光，发光效率高达 50% 以上，省电 80% 以上。

如果把两盏额定电压均为 110V 的灯泡串联接到 220V 电源上，必须满足什么前提条件两盏灯才都不会被烧毁？

两盏灯的“额定功率必须完全相等”！只有额定功率相等，两灯电阻才相同，串联时才能各自分得 110V；若一盏大一盏小，电阻大的灯泡分得电压超过 110V 瞬间被烧毁。

用电器待机状态下会耗电吗？

会耗电！电视机、空调、路由器在遥控待机或未拔插头时，内部开关电源与待机芯片仍在通电，一台设备待机功率约 0.5W ~ 5W。全国每年因电器待机浪费的电能高达数十亿度。