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如图,电源电压U=6V,R1=20Ω,滑动变阻器的最大电阻R2=40Ω,小灯泡的额定电压为12V(灯丝电阻不随温度变化),闭合开关S.求:
(1)当开关S1、S2都断开时,电路的最小电功率是多少?
(2)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电流表的读数为0.4A.小灯泡的额定功率是多少?
(3)当开关S2闭合,S1断开时,电流表的最大示数是多少?此时通电5min,电阻R1产生的热量是多少?

解:(1)当开关S闭合S1、S2断开,滑片P在最右端时,R1与滑动变阻器串联,电路的总功率最小,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的总电阻R=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω,
此时电路的最小电功率P===0.6W;
(2)当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最右端时,灯与滑动变阻器的最大阻值并联,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴U=U=U2=6V,
根据欧姆定律可得,通过滑动变阻器的电流:
I2===0.15A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过灯泡的电流I=I-I2=0.4A-0.15A=0.25A,
灯泡的电阻:
R===24Ω,
灯泡的额定功率:
P===6W;
(3)当开关S、S2闭合S1断开,滑片P在最左端时,电路为R1的简单电路,电流表示数最大,
I===0.3A,
此时通电5min,电阻R1产生的热量:
Q=I2R1t=(0.3 A)2×20Ω×5×60s=540J.
答:(1)电路的最小功率是0.6W;
(2)小灯泡的额定功率是6W;
(3)电流表的最大示数是0.3A,R1产生的热量是540J.
分析:(1)当开关S闭合S1、S2断开,滑片P在最右端时,R1与滑动变阻器串联,电路的总功率最小,根据串联电路电阻的特点求出总电阻再根据P=求出其大小;
(2)当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最右端时,灯与滑动变阻器并联,先根据欧姆定律求出通过滑动变阻器的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流,利用R=求出灯泡的电阻,最后根据P=求出小灯泡的额定功率;
(3)当开关S、S2闭合S1断开,滑片P在最左端时,电路为R1的简单电路,电流表示数最大,根据欧姆定律求出其大小,再根据Q=I2Rt求出通电5min电阻R1产生的热量.
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律、电功率公式、电功公式的计算;关键是公式、规律的灵活运用和开关闭合、断开时电路串并联的辨别.
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[  ]

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[     ]
A.13.5W 6Ω
B.6W 3.5Ω
C.6W 12Ω
D.13.5W 12Ω

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