Question

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

（1）燈L正常發光時的電阻是多少？

（2）只閉合S1、S3時，電阻R在60 s內產生的熱量是多少？

（3）要使整個電路消耗的電功率最小（且電路電流不為0），各開關的合閉情況應如何？此時的最小電功率為多少？

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）360J；（3）斷開S1、S3，閉合S2時，2W

【解析】試題分析：（1）燈泡正常發光時的電流為I額=P額/U額=3W/6V=0.5A，所以燈L正常發光時的電阻是R=U額/I額=6V/0.5A=12Ω；（2）當閉合S1、S3時，燈L與電阻R并聯接在電源兩端，I=U/R=6V/6Ω=1A，電阻R在60 s內產生的熱量是Q=I2Rt=（1A）2×6Ω×60s=360J；（3）當斷開S1、S3，閉合S2時，燈L與電阻R串聯，整個電路消耗的電功率最小，此時電路中的總電阻為R總=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω，此時的最小電流為I最小=U/R總=6V/18Ω=1/3A，此時電路的電功率為P最小=UI最小=6V×1/3A=2W。