例析一道易錯的電學(xué)題

題目 兩只標(biāo)有“6V 12W”和“3V 3W”的小燈泡L₁和L₂，若將它們并聯(lián)后接到某一電源上，則兩個小燈泡的干路中允許通過的最大電流是多少？

錯解1 如圖1所示，據(jù)公式P=UI得：

I=P/U。

L₂不致燒壞，所以

U₁=U2=3V，

I₁==P₁/U₁=12W/3V=4A。

I₂=P₂/U2=3W/3V=1A。

干路中允許的最大電流為:

I=I₁+I₂=4A+1A=5A。

錯解3 由公式R=U額2/P額求得：

有并聯(lián)電阻的特點可知：

解得R并=1.5Ω。

據(jù)公式I=U/R可知，U越大，I也越大；由于當(dāng)電源電壓為U=U1額=6V時電壓最大，所以此時干路中允許通過電流為最大，

錯誤分析 錯解1過程中認為L₁允許通過的最大電流等于其額定電流2A，L₂允許通過的最大電流等于其額定電流1A，沒有弄清額定電流和實際電視的關(guān)系，脫離了并聯(lián)電路中L₁和L₂相互制約、相互依存的關(guān)系。如果L₁電流為2A，則L₁的兩端的電壓為6V，此時由于L₁與L₂是并聯(lián)的，據(jù)并聯(lián)的特點可知U2額的兩端的電壓U2=U₁=6V＞U2額=3V，會把L₂燒壞，故L₁允許通過的最大電流不能達到2A。錯解2雖然確定U2=U2=3V，考慮了并聯(lián)電路的電壓特點，并結(jié)合實際考慮了燈泡L₂不被燒壞，但對“額定功率”和“實際功率”，“額定電流”和“實際電流”等一些概念理解不清，導(dǎo)致用額定功率除以實際電壓的錯誤，有張冠李戴之嫌。錯解3中只一味地求最大值，忽視了當(dāng)并聯(lián)電路中電源電壓U=6V時會將L₂燒壞這種實際情況。

本題有多種正確解法，現(xiàn)有兩種解法如下：

正解1 由公式R=U額2/P額求得：

據(jù)并聯(lián)電阻的特點可知：

1/R并=1/R₁+1/R₂，

1/R并=（1/3+1/3）Ω-1。

解得R并=1.5Ω。

考慮到L₂的額定電壓只有3V，電路才能正常工作，故并聯(lián)電路允許的最大電壓為3V；由公式I=U/R得：干路中允許過的最大電流為

正解2 據(jù)R=U額2/P額求出：

考慮到L₂的實際情況（若使用6V電壓L₂會燒壞）和L₁和L₂并聯(lián)，所以U₁=U2=3V。……