Question

【题目】如图所示，灯L标有“6V 3W”字样，电源电压恒为6V，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60s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）解：由P= 得灯正常发光时的电阻：RL= = =12Ω
（2）解：当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，I= = =1A，

电阻R在60s内产生的热量是Q=I2Rt=（1A）2×6Ω×60s=360J

（3）解：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；

R串=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω，

Imin= = = A，

电路消耗的最小功率为Pmin=UImin=6V× A=2W

【解析】（1）已知灯泡额定电压和额定功率，可以得到灯正常发光时的电阻；（2）只闭合S1、S3时，灯和R并联，利用I= 和Q=I2Rt求出产生的热量；（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；利用P= 结合欧姆定律求出最小电功率．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用电功率的计算公式和焦耳定律的计算公式及其应用的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R；焦耳定律公式：Q=I2Rt ，（式中单位Q→焦；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒．）．