Question

如图所示，电源电压为12V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大值为18Ω，定值电阻R为24Ω，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）S闭合，S₁、S₂都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？
（3）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）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=可求灯泡的电阻，根据公式I=可求灯泡正常发光时的电流．
（2）S闭合，S1、S2都断开时，L和变阻器串联且灯泡正常发光，滑动变阻器两端的电压等于电源电压减去灯泡的额定电压，根据公式R=可求滑动变阻器接入电路的电阻．
（3）S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器与R并联，根据公式P=要使整个电路消耗的功率最小，就要电路的总电阻最大，即变阻器滑片调到最右端，求出此时电路电流，再利用公式P=UI求出最小功率．
【解析】
（1）R灯===12Ω，
正常工作时的电流I额===0.5A．
答：灯泡的电阻和正常工作时的电流各是12Ω和0.5A．
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，L和变阻器串联且灯泡正常发光，
U滑=U-U额=12V-6V=6V，
R滑===12Ω．
答：滑动变阻器接入电路中的阻值为12Ω．
（3）当闭合S、S1、S2时，变阻器与R并联，要使整个电路消耗的功率最小，就要电路的总电阻最大，即变阻器滑片调到最右端，
此时I最小=I+IR=+=+=A，
P最小=UI最小=12V×A=14W．
答：变阻器滑片调到最右端，整个电路消耗的总功率最小，为14W．