Question

【題目】如圖所示，燈L標有“6V 3W”字樣，電源電壓恒為6V，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60s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）解：由P= 得燈正常發光時的電阻：RL= = =12Ω
（2）解：當閉合S1、S3時，燈L與電阻R并聯接在電源兩端，I= = =1A，

電阻R在60s內產生的熱量是Q=I2Rt=（1A）2×6Ω×60s=360J

（3）解：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；

R串=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω，

Imin= = = A，

電路消耗的最小功率為Pmin=UImin=6V× A=2W

【解析】（1）已知燈泡額定電壓和額定功率，可以得到燈正常發光時的電阻；（2）只閉合S1、S3時，燈和R并聯，利用I= 和Q=I2Rt求出產生的熱量；（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；利用P= 結合歐姆定律求出最小電功率．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用電功率的計算公式和焦耳定律的計算公式及其應用的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握計算電功率公式：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；焦耳定律公式：Q=I2Rt ，（式中單位Q→焦；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒．）．