4. 把标有“$12\ V\ 12\ W$”字样的灯泡$ L_1$和标有“$12\ V\ 6\ W$”字样的灯泡$ L_2$串联后接在电源电压为$12\ V$的电路中。下列说法中正确的是
(
B
)
A.灯泡$ L_1$、$ L_2$均能正常发光
B.灯泡$ L_1$、$ L_2$均不能正常发光,但$ L_2$较亮
C.灯泡$ L_1$、$ L_2$均不能正常发光,但$ L_1$较亮
D.把电源电压提高到$24\ V$,灯泡$ L_1$、$ L_2$都能正常发光
解析:
由$P=UI$得,$I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{12\ W}{12\ V}=1\ A$,$I_2=\frac{P_2}{U_2}=\frac{6\ W}{12\ V}=0.5\ A$。
由$I=\frac{U}{R}$得,$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{12\ V}{1\ A}=12\ \Omega$,$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{12\ V}{0.5\ A}=24\ \Omega$。
串联总电阻$R=R_1+R_2=12\ \Omega + 24\ \Omega=36\ \Omega$,电路电流$I=\frac{U}{R}=\frac{12\ V}{36\ \Omega}=\frac{1}{3}\ A\approx0.33\ A$。
因$I < I_1$且$I < I_2$,两灯均不能正常发光。
$P_1'=I^2R_1=(\frac{1}{3}\ A)^2×12\ \Omega=\frac{4}{3}\ W\approx1.33\ W$,$P_2'=I^2R_2=(\frac{1}{3}\ A)^2×24\ \Omega=\frac{8}{3}\ W\approx2.67\ W$。
因$P_2' > P_1'$,$L_2$较亮。
电源电压24 V时,$I=\frac{24\ V}{36\ \Omega}=\frac{2}{3}\ A\approx0.67\ A\neq I_1$且$\neq I_2$,不能正常发光。
B