Question

如图所示，电源电压为l0V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻R为20Ω，小灯泡上标有“6V  3W”字样，求：
（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）当S闭合，S₁、S₂都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？
（3）当S、S₁、S₂都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小？这个最小功率是多少？

Answer

（1）由题意知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W，由电功率的变形公式可以求出灯泡的电阻与灯泡正常工作时的电流．
（2）由电路图知，当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．
（3）由电路图知，当S、S1、S2都闭合时，定值电阻R与滑动变阻器并联，灯泡被短路，由串联电路特点求出并联电路的最大阻值，然后由电功率公式求出电路的最小功率．
【解析】
（1）灯泡电阻R===12Ω；
灯泡正常工作时的电流I===0.5A；
答：灯泡的电阻是12Ω，灯泡正常工作时的电流是0.5A．
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，
灯泡正常发光时，UL=6V，滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=10V-6V=4V，
滑动变阻器接入电路的阻值R滑===8Ω；
答：当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为8Ω．
（3）当S、S1、S2都闭合时，定值电阻R与滑动变阻器并联，灯泡被短路，
滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑片在最左端时，整个电路消耗的电功率最小，此时：
P最小=P+P滑=+=+=9W；
答：当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到最左端时，整个电路消耗的总功率最小；这个最小功率是9W．