Question

如图所示，L是“12V 6W”的小灯泡，R₁是定值电阻，R₂是滑动变阻器（阻值0-24Ω），设电源电压和灯泡电阻不变．
（1）求小灯泡的电阻值．
（2）闭合开关S、S₁．滑片P在a端时，小灯泡恰能正常发光，电流表示数为0.9A，求R₁的阻值．若滑动变阻器的滑片向右移至某处时，电流表示数为0.8A，求此时电路消耗的总功率．
（3）闭合开关S，断开开关S₁，求在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率．

Answer

（1）根据灯的铭牌知道灯的额定电压和额定功率，利用P=求灯丝电阻；
（2）分析电路图，当闭合开关S、S1，滑片P在a端时，滑动变阻器连入电阻为0，电路中R1和L并联，电流表测干路电流．
知道灯正常发光，灯两端的电压为额定电压，由此知道电源电压，能求出通过灯的电流，利用并联电路的电流关系求通过R1的电流；
再利用欧姆定律求电阻R1的阻值；
当滑动变阻器的滑片向右移至某处时，知道电流表的示数（干路中的电流），利用P=UI求此时电路消耗的总功率；
（3）闭合开关S，断开开关S1，电路中滑动变阻器和灯串联，当滑动变阻器的电阻全连入时，电路中的电流最小，电功率最小，根据P=I2R求灯泡消耗的最小功率．
【解析】
（1）∵P=，
∴灯丝电阻：
RL===24Ω；
（2）当闭合开关S、S1，滑片P在a端时，如上图，
∵电阻R1和灯并联，灯正常发光，
∴U=UL=U1=12V，
通过灯的电流：
IL===0.5A，
∵I=I1+IL，
∴I1=I-IL=0.9A-0.5A=0.4A，
R1===30Ω；
当滑动变阻器的滑片向右移至某处时，电流表的示数为0.8A，
即：I′=0.8A，
此时电路消耗的总功率：
P=UI′=12V×0.8A=9.6W；
（3）闭合开关S，断开开关S1，如下图，电路中滑动变阻器和灯串联，
当滑动变阻器电阻全连入时，电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
I″===0.25A，
此时灯的电功率最小：
PL″=（I″）2RL=（0.25A）2×24Ω=1.5W．
答：（1）小灯泡的电阻值为24Ω；
（2）R1的阻值为30Ω；电路消耗的总功率为9.6W；
（3）灯泡消耗的最小功率为1.5W．