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(shè)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(guān)S2、閉合S1和S3時，電路中的總電流是多少？
（3）開關(guān)S1、S2、S3分別處于什么狀態(tài)時，整個電路消耗的總功率最��？此時的總功率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：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；

答：燈泡L的額定功率是6W；

（2）解：當斷開開關(guān)S2、閉合S1和S3時，燈與R并聯(lián)，因電源電壓為12V，故燈正常發(fā)光，通過的電流為0.5A，

根據(jù)歐姆定律通過R的電流：

IR= =1A，

根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電路中的總電流是：

I=IL+IR=0.5A+1A=1.5A；

答：當斷開開關(guān)S2、閉合S1和S3時，電路中的總電流是1.5A；

（3）解：由歐姆定律I= ，燈的電阻：

RL= = =24Ω，

P=UI= ，當電路的總電阻最大時，電路的總功率最小，根據(jù)并聯(lián)的電阻小于其中任一電阻，并聯(lián)的電阻大于任一電阻，故當燈與R串聯(lián)時，即S1、S3斷開，S2閉合，燈與R串聯(lián)時，串聯(lián)的總電阻最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)，此時電路的總電阻：

R串聯(lián)=RL+R=24Ω+12Ω=36Ω，

電路的最小電功率：

P最小= = =4W．

答：即S1、S3斷開，S2閉合時，整個電路消耗的總功率最小，此時的總功率為4W．

【解析】（1）根據(jù)燈泡上字樣的含義，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；（2）分析電路的連接，判斷燈的發(fā)光情況，根據(jù)歐姆定律求通過R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求總電流；（3）根據(jù)歐姆定律求出燈的電阻，根據(jù)P=UI= ，當電路的總電阻最大時，電路的總功率最小，根據(jù)并聯(lián)的電阻小于其中任一電阻，并聯(lián)的電阻大于任一電阻，判斷開關(guān)的開關(guān)與閉合情況使燈與R串聯(lián)時，根據(jù)電阻的串聯(lián)，電路的總電阻，根據(jù)P=UI= 求電路的最小電功率．
【考點精析】利用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；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．