Question

【题目】如图所示，灯L标有“6V，3W”字样，电源电压恒为4V，定值电阻R=4Ω，假设灯的阻值不随温度而变化，求：

（1）灯L正常发光时的电流是多少？

（2）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是多少？

（3）当闭合哪些开关时整个电路消耗的电功率最小？此时的最小电功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）灯L正常发光时的电流是0.5A；

（2）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是240J；

（3）当只闭合开关S2时，电路消耗的电功率最小，此时的最小电功率是1W

【解析】试题分析：（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出灯L正常发光时的电流；

（2）只闭合S1、S3时，L与R并联，根据并联电路的电压特点和Q=W=t求出电阻R在60s内产生的热量；

（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当只闭合开关S2时L与R串联，电路中的总电阻最大，电路消耗的电功率最小，根据电阻的串联和P=求出电路的最小电功率．

解：（1）由P=UI可得，灯L正常发光时的电流：

IL===0.5A；

（2）只闭合S1、S3时，L与R并联，

因并联电路中各支路两端的电压相等，

所以，电阻R在60s内产生的热量：

QR=WR=t=×60s=240J；

（3）由I=可得，灯泡的电阻：

RL===12Ω，

当只闭合开关S2时，L与R串联，电路中的总电阻最大，电路消耗的电功率最小，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路的最小电功率：

P===1W．

答：（1）灯L正常发光时的电流是0.5A；

（2）只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是240J；

（3）当只闭合开关S2时，电路消耗的电功率最小，此时的最小电功率是1W．