Question

【题目】如图所示电路，电源电压恒为12V，定值电阻R为12Ω．灯泡L标有“12V 0.5A”字样。假设灯丝电阻不随温度的变化而变化，求：

(1)灯泡L的额定功率；

(2)当断开开关S2、闭合S1和S3时，电路在1min内消耗的总电能；

(3)开关S1、S2、S3分别处于什么状态时，整个电路消耗的总功率最小？此时的总功率为多少？

Answer 1

【答案】(1)6W；(2)1080 J；(3)开关S2闭合、S1和S3断开 4 W

【解析】

(1)灯泡L的额定功率

P额= U额I额=12V×0.5A=6W

(2)当断开开关S2、闭合S1和S3时，灯泡和R并联，流过R的电流

电路的总电流

I总=I+I额=1A+0.5A=1.5A

电路在1min内消耗的总电能

W=UI总t=12V×1.5A×60s=1080 J

(3)由题意知，电路的总电压不变，当电路总电阻最大时，总功率最小，则开关S2闭合、S1和S3断开，此时灯泡和R串联，电路的总电阻最大。而灯泡的电阻

电路的总电阻

R总=RL+R=24Ω+12Ω=36Ω

此时电路的最小总功率

答：(1)灯泡L的额定功率为6W；

(2)电路在1min内消耗的总电能为1080J；

(3)当开关S2闭合、S1和S3断开时，整个电路消耗的总功率最小。最小总功率为4W。