Question

11．如圖，電源電壓恒為6V，定值電阻R為6Ω，燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣，燈絲電阻不變，求：
（1）燈泡L正常發(fā)光的電阻是多少？
（2）開關(guān)S₁、S₂、S₃分別在什么狀態(tài)時(shí)，整個(gè)電路中消耗的總功率最��？最小功率是多少？
（3）開關(guān)S₁、S₂、S₃分別在什么狀態(tài)時(shí)，整個(gè)電路中消耗的總功率最大？最大功率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式求出燈泡L正常發(fā)光的電阻；
（2）（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和串并聯(lián)電路分析開關(guān)處于什么狀態(tài)時(shí)電路消耗的功率最小和功率最大，并根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出最小功率和最大功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）當(dāng)S₂閉合，S₁、S₃斷開時(shí)，此時(shí)L與R串聯(lián)，電路的總電阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路總功率最��；
電路中的總電阻：R_總=R_L+R=12Ω+6Ω=18Ω，
電路的總功率：P_min=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}}$=$\frac{（6V）^{2}}{18Ω}$=2W；
（3）當(dāng)S₂斷開，S₁、S₃閉合時(shí)，此時(shí)L與R并聯(lián)，L正常發(fā)光，電路總電阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路中電功率最大；
電阻R的功率：P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（6V）^{2}}{6Ω}$=6W；
電路的總功率：P_max=P_L+P_R=3W+6W=9W．
答：（1）燈泡L正常發(fā)光的電阻是12Ω；
（2）當(dāng)S₂閉合，S₁、S₃斷開時(shí)，整個(gè)電路中消耗的總功率最小，最小功率是2W；
（3）當(dāng)S₂斷開，S₁、S₃閉合時(shí)，整個(gè)電路中消耗的總功率最大，最大功率是9W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功率計(jì)算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵明確開關(guān)處于什么狀態(tài)時(shí)，電路消耗的總功率最小和最大．