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）6W；（2）1.5A；（3）4W

【解析】（1）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；（2）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；（2）由歐姆定律I=U/R，燈的電阻：RL=U/I=12V/0.5A=24Ω，P=UI=U2/R，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。