Question

如图所示，电源电压一定，已知灯泡L标有“6V，7.2W”字样（灯丝电阻不受温度影响），R₁=10Ω。当S、S₁闭合，且滑片P在a端时，灯正常发光：当S、S₂闭合，且P在滑动变阻器中点处时，电流表示数为0.2A。求：

（1）灯泡L的电阻；

（2）灯泡L正常发光5min，消耗的电能；

（3）滑动变阻器R_x的最大值；

（4）通过对S、S₁、S₂的控制和调节滑动变阻器，可使电路所消耗的总功率最小，请计算出电路总功率的最小值。

Answer

(1)5Ω；(2)2160J；(3)40Ω；(4)0.72W。

【解析】

(1)灯泡L标有“6V，7.2W”字样，由可得，灯泡L的电阻阻值：

；

(2)灯泡L正常发光5min，消耗的电能：

；

(3)由电路图知，当S、S1闭合，且滑片P在a端时，

Rx=0，

灯正常发光，所以电源电压：

U＝UL＝6V，

当S、S2闭合，R1与Rx串联，P在滑动变阻器中点处时，电流表测电路中的电流，由串联电路特点和欧姆定律可得总电阻：

，

，

；

(4)因为

RL＜R1，

所以当闭合S、S2，并且滑片在b端时，R1与Rx的最大阻值串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电路总功率的最小值：

。

答：(1)灯泡L的电阻是5Ω；

(2)灯泡L正常发光5min，消耗的电能是2160J；

(3)滑动变阻器Rx的最大值是40Ω；

(4)电路总功率的最小值是0.72W。