Question

如图13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_O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，S₁S₂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、S₁S₂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

（1）R_灯=U_额²/P_额=（6V）²/3W=12Ω

        I_额=P_额/ U_额=3W/6V=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= U_滑/ I_额=6V/0.5A=12Ω

（3）当闭合S、S₁S₂时，变阻器与R₀并联，由P=U²/R_总可知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b端，此时I_最小=I₀+I_R=12/24+12/18=7/6A

P_最小=UI_最小=12V×7/6A=14W。