Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓恒為12V，定值電阻R為12Ω，燈泡L標有“12V 0.5A”字樣，假設燈絲電阻不隨溫度的變化而變化，求：
（1）燈泡L的額定功率是多少？
（2）當斷開開關S2、閉合S1和S3時，電路中的總電流是多少？
（3）開關S1、S2、S3分別處于什么狀態時，整個電路消耗的總功率最小？此時的總功率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：燈泡L標有“12V 0.5A”字樣，表示燈的額定電壓為12V，額定電流為0.5A，則燈的額定功率：

P=UI=12V×0.5A=6W；

答：燈泡L的額定功率是6W；

（2）解：當斷開開關S2、閉合S1和S3時，燈與R并聯，因電源電壓為12V，故燈正常發光，通過的電流為0.5A，

根據歐姆定律通過R的電流：

IR= =1A，

根據并聯電路電流的規律，電路中的總電流是：

I=IL+IR=0.5A+1A=1.5A；

答：當斷開開關S2、閉合S1和S3時，電路中的總電流是1.5A；

（3）解：由歐姆定律I= ，燈的電阻：

RL= = =24Ω，

P=UI= ，當電路的總電阻最大時，電路的總功率最小，根據并聯的電阻小于其中任一電阻，并聯的電阻大于任一電阻，故當燈與R串聯時，即S1、S3斷開，S2閉合，燈與R串聯時，串聯的總電阻最大，根據電阻的串聯，此時電路的總電阻：

R串聯=RL+R=24Ω+12Ω=36Ω，

電路的最小電功率：

P最小= = =4W．

答：即S1、S3斷開，S2閉合時，整個電路消耗的總功率最小，此時的總功率為4W．

【解析】（1）根據燈泡上字樣的含義，根據P=UI求燈的額定功率；（2）分析電路的連接，判斷燈的發光情況，根據歐姆定律求通過R的電流，根據并聯電路電流的規律求總電流；（3）根據歐姆定律求出燈的電阻，根據P=UI= ，當電路的總電阻最大時，電路的總功率最小，根據并聯的電阻小于其中任一電阻，并聯的電阻大于任一電阻，判斷開關的開關與閉合情況使燈與R串聯時，根據電阻的串聯，電路的總電阻，根據P=UI= 求電路的最小電功率．
【考點精析】利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．