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；

(2)當斷開開關S2、閉合S1和S3時，電路在1min內消耗的總電能；

(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)6W；(2)1080 J；(3)開關S2閉合、S1和S3斷開 4 W

【解析】

(1)燈泡L的額定功率

P額= U額I額=12V×0.5A=6W

(2)當斷開開關S2、閉合S1和S3時，燈泡和R并聯，流過R的電流

電路的總電流

I總=I+I額=1A+0.5A=1.5A

電路在1min內消耗的總電能

W=UI總t=12V×1.5A×60s=1080 J

(3)由題意知，電路的總電壓不變，當電路總電阻最大時，總功率最小，則開關S2閉合、S1和S3斷開，此時燈泡和R串聯，電路的總電阻最大。而燈泡的電阻

電路的總電阻

R總=RL+R=24Ω+12Ω=36Ω

此時電路的最小總功率

答：(1)燈泡L的額定功率為6W；

(2)電路在1min內消耗的總電能為1080J；

(3)當開關S2閉合、S1和S3斷開時，整個電路消耗的總功率最小。最小總功率為4W。