Question

如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡标有“6V、3W”字样，定值电阻R₂的阻值为24Ω，当S闭合，S₁、S₂都断开且滑片P移到滑动变阻器的中点时，等L正常发光．
（1）灯泡L的电阻是多少？
（2）滑动变阻器的最大阻值是多少？
（3）当S₁、S₂都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的总功率最小，这个最小值是多少？

Answer

（1）由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定功率及额定电压，则由功率公式可求得灯泡的电阻；
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，电路中灯泡及滑动变阻器串联，则由串联电路的欧姆定律可得出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律可求得滑动变阻器的接入电阻，由题意可知，最大阻值与接入电阻的关系，则可知最大阻值；
（3）当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，因电源电压不变，则可知当电路电流最小时消耗的功率最小，即应使滑片滑到右端时，电路中消耗功率最小，则由并联电路的规律求得总电阻，由功率公式可求得最小功率．
【解析】
（1）由功率公式：P=得：
灯泡的电阻：
R===12Ω；
（2）当S闭合，S1、S2都断开，L与R1串联，P位于中点L正常发光时
U1=U-U额=24V-6V=18V；
I===0.5A；
R1中===36Ω；
R1最大=2R1中=2×36Ω=72Ω；
（3）当S、S1、S2都闭合，R1、R2并联且滑片置于最右端时，电路消耗功率最小
R总===18Ω；
P最小===32W；
答：（1）灯泡的电阻为12Ω；（2）滑动变阻器的最大电阻为72Ω；（3）电路中消耗的最小功率为32W．