Question

如图所示，电源电压U=6V且保持不变，R₁=10Ω，R₂是最大阻值为60Ω的滑动变阻器，L是标有“6V  0.72W”字样的灯泡，灯泡灯丝电阻不变．
（1）当R₂的滑片P到最左端时，要使灯泡L正常发光，S₁、S₂各应处于什么状态？
（2）当S₁、S₂都断开，5分钟内灯泡L消耗的电能是多少？
（3）调节滑动变阻器滑片，闭合S₁、S₂，当电流表示数最小时，整个电路消耗的电功率是多少？

Answer

（1）由题知，灯的额定电压等于电源电压，当R2的滑片滑到最左端时，滑动变阻器连入电阻为0，为使灯正常发光，R1不连入，R2支路断开，据此分析判断；
（2）当Sl、S2都断开时，R1和电灯串联，根据电灯的额定电压和额定功率可求灯丝电阻，已知R1电阻，可求电路中的电流，又知道通电时间，可求出电灯消耗的电能；
（3）当S1、S2都闭合时，R2与灯并联，电流表测的是干路电流，当滑动变阻器的电阻全连入时，干路电流最小、电流表的示数最小，先求出通过灯的电流，再求出通过滑动变阻器的电流，进而求出干路电流，再利用P=UI求整个电路消耗的电功率．
【解析】
（1）由题知，当R2的滑片滑到最左端时，滑动变阻器连入电阻为0，若闭合S2，电灯将被短路，所以S2应断开；
为使灯正常发光，灯的两端的电压应等于电源电压，应闭合S1，使R1不连入；这样，电路中只有电灯接在电源上，能正常发光；
（2）当Sl、S2都断开时，R1和电灯串联，
RL===50Ω．
电路中的电流：
I===0.1A，
5分钟内灯泡L消耗的电能：
WL=I2RLt=（0.1A）2×50Ω×5×60s=150J；
（3）当S1、S2都闭合时，R2与灯并联，当滑动变阻器的电阻全连入时，干路电流最小、电流表的示数最小，
I2===0.1A，
IL===0.12A，
干路电流：
I=I2+IL=0.1A+0.12A=0.22A，
整个电路消耗的电功率：
P=UI=6V×0.22A=1.32W．
答：（1）当R2的滑片P到最左端时，要使灯泡L正常发光，S1闭合、S2断开；
（2）当S1、S2都断开，5分钟内灯泡L消耗的电能是150J；
（3）调节滑动变阻器滑片，闭合S1、S2，当电流表示数最小时，整个电路消耗的电功率是1.32W．