Question

如图，电源电压一定已知灯泡L标有“”字样（灯丝电阻不受温度影响），。当闭合，且滑片P处于a端时，灯正常发光；

(1)求灯泡L正常发光时通过的电流和灯泡的电阻；

(2)当闭合，且P在滑动变阻器b点处时，电流表示数，求滑动变阻器的最大值；

(3)如何控制和调节滑动变阻器，使电路消耗的总功率最小（请说明理由），并求出电路总功率的最小值。

Answer

(1)1A，6Ω；(2)16Ω；(3)闭合S与S2、断开S1且P在滑动变阻器b点处，1.5W

【解析】

(1)由可得，灯泡L正常发光时通过的电流

由可得，灯泡L正常发光时的电阻

(2)当S、S1闭合，且滑片P处于a端时，电路为灯泡的简单电路，此时灯正常发光，由额定电压下灯泡正常发光可知，电源的电压是

当S、S2闭合，且P在滑动变阻器b点处时，与的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，此时电路的总电阻

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器的最大值是

(3)因，所以闭合S与S2、断开S1且P在滑动变阻器b点处时，与的最大阻值串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，则电路总功率的最小值

答：(1)灯泡L正常发光时通过的电流为1A，灯泡的电阻为6Ω；

(2)滑动变阻器的最大值为16Ω；

(3)闭合S与S2、断开S1且P在滑动变阻器b点处时，与的最大阻值串联，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，电路的总功率最小，其最小值为1.5W。