题目

如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V　3W”的字样，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为18Ω．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光．保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2 ， 发现电路消耗的总功率变化了12W．求： （1） 小灯泡正常工作的电流． （2） 小灯泡的电阻． （3） 电源电压． （4） 当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值． 答案： 解：小灯泡正常发光时的电压UL=6V，功率PL=3W， 由P=UI可得，小灯泡正常工作的电流：IL= PLUL = 3W6V =0.5A 解：由I= UR 可得，灯泡的电阻： RL= ULIL = 6V0.5A =12Ω 解：当S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的 23 电阻串联， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流I=IL=0.5A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U=I（RL+ 2R3 ）=0.5A×（12Ω+ 23 ×18Ω）=12V 解：此时电路消耗的总功率： P=UI=12V×0.5A=6W，保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2时，R0与变阻器的 23 电阻并联，因电路消耗的总功率变化了12W，所以，电路中的总功率：P=12W+6W=18W，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，滑动变阻器消耗的电功率：PR= U22R3 = (12V)223×18Ω =12W，R0的电功率：P0=P﹣PR=18W﹣12W=6W；要使电路消耗的总功率最小，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，变阻器消耗的最小功率：PRmin= U2R = (12V)218Ω =8W，电路中的最小总功率：Pmin=P0+PRmin=6W+8W=14W

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