Question

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

（1）灯L正常发光时的电阻是多少？

（2）只闭合S1、S3时，电阻R在60 s内产生的热量是多少？

（3）要使整个电路消耗的电功率最小（且电路电流不为0），各开关的合闭情况应如何？此时的最小电功率为多少？

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）360J；（3）断开S1、S3，闭合S2时，2W

【解析】试题分析：（1）灯泡正常发光时的电流为I额=P额/U额=3W/6V=0.5A，所以灯L正常发光时的电阻是R=U额/I额=6V/0.5A=12Ω；（2）当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，I=U/R=6V/6Ω=1A，电阻R在60 s内产生的热量是Q=I2Rt=（1A）2×6Ω×60s=360J；（3）当断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联，整个电路消耗的电功率最小，此时电路中的总电阻为R总=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω，此时的最小电流为I最小=U/R总=6V/18Ω=1/3A，此时电路的电功率为P最小=UI最小=6V×1/3A=2W。