如图所示的电路中，电源电压18V不变，灯泡上标有“6V6W”字样，灯泡电阻不变，定值电阻R0阻值为10Ω．（1）断开S1、S2，闭合S，移动滑片，当灯泡正常发光时，求滑动变阻器消耗的功率

Question

如图所示的电路中，电源电压18V不变，灯泡上标有“6V  6W”字样，灯泡电阻不变，定值电阻R₀阻值为10Ω．

（1）断开S₁、S₂，闭合S，移动滑片，当灯泡正常发光时，求滑动变阻器消耗的功率．
（2）闭合S、S₁、S₂，滑片从最右端向左移动，当连入电路的阻值等于变阻器总阻值的(3)/(4)时，电流表示数比滑片在最右端时变化了0.3A，保持此时滑片位置不动，求在1min内电路消耗的电能．

Answer 1

（1）断开S₁、S₂，闭合S时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=18V-6V=12V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=(PL)/(UL)=(6W)/(6V)=1A，
滑动变阻器消耗的功率：
P_R=U_RI=12V×1A=12W；
（2）闭合S、S₁、S₂时，R₀与R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R₀的电流不变，
则干路电流表示数的变化量即为通过R电流的变化量，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=(U)/(R)可得，电流表示数的变化量：
△I=△I_R=(U)/((3)/(4)R)-(U)/(R)=(18V)/((3)/(4)R)-(18V)/(R)=0.3A，
解得：R=20Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：
R_总=(R0×(3)/(4)R)/(R0+(3)/(4)R)=(10Ω×(3)/(4)×20Ω)/(10Ω+(3)/(4)×20Ω)=6Ω，
在1min内电路消耗的电能：
W=(U2)/(R总)t=((18V)2)/(6Ω)×60s=3240J．
答：（1）滑动变阻器消耗的功率为12W；
（2）在1min内电路消耗的电能为3240J．