Question

【題目】如圖所示，燈L標有“6V，3W”字樣，電源電壓恒為4V，定值電阻R=4Ω，假設燈的阻值不隨溫度而變化，求：

（1）燈L正常發光時的電流是多少？

（2）只閉合S1、S3時，電阻R在60s內產生的熱量是多少？

（3）當閉合哪些開關時整個電路消耗的電功率最小？此時的最小電功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）燈L正常發光時的電流是0.5A；

（2）只閉合S1、S3時，電阻R在60s內產生的熱量是240J；

（3）當只閉合開關S2時，電路消耗的電功率最小，此時的最小電功率是1W

【解析】試題分析：（1）燈泡正常發光時的功率和額定功率相等，根據P=UI求出燈L正常發光時的電流；

（2）只閉合S1、S3時，L與R并聯，根據并聯電路的電壓特點和Q=W=t求出電阻R在60s內產生的熱量；

（3）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，當只閉合開關S2時L與R串聯，電路中的總電阻最大，電路消耗的電功率最小，根據電阻的串聯和P=求出電路的最小電功率．

解：（1）由P=UI可得，燈L正常發光時的電流：

IL===0.5A；

（2）只閉合S1、S3時，L與R并聯，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，

所以，電阻R在60s內產生的熱量：

QR=WR=t=×60s=240J；

（3）由I=可得，燈泡的電阻：

RL===12Ω，

當只閉合開關S2時，L與R串聯，電路中的總電阻最大，電路消耗的電功率最小，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路的最小電功率：

P===1W．

答：（1）燈L正常發光時的電流是0.5A；

（2）只閉合S1、S3時，電阻R在60s內產生的熱量是240J；

（3）當只閉合開關S2時，電路消耗的電功率最小，此時的最小電功率是1W．