（2012•乐山）如图所示，电源电压为l0V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“6V3W”字样，求：（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少

Question

（2012•乐山）如图所示，电源电压为l0V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻R₀为20Ω，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）当S闭合，S₁、S₂都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？
（3）当S、S₁、S₂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）灯泡电阻R=(U2)/(P)=((6V)2)/(3W)=12Ω；
灯泡正常工作时的电流I=(P)/(U)=(3W)/(6V)=0.5A；
答：灯泡的电阻是12Ω，灯泡正常工作时的电流是0.5A．
（2）当S闭合，S₁、S₂都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，
灯泡正常发光时，U_L=6V，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L=10V-6V=4V，
滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=(U滑)/(I)=(4V)/(0.5A)=8Ω；
答：当S闭合，S₁、S₂都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为8Ω．
（3）当S、S₁、S₂都闭合时，定值电阻R₀与滑动变阻器并联，灯泡被短路，
滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑片在最左端时，整个电路消耗的电功率最小，此时：
P_最小=P₀+P_滑=(U2)/(R0)+(U2)/(R滑)=((10V)2)/(20Ω)+((10V)2)/(25Ω)=9W；
答：当S、S₁、S₂都闭合时，调节滑动变阻器滑片到最左端时，整个电路消耗的总功率最小；这个最小功率是9W．