如图所示，电源电压为6V且保持不变，小灯泡L标有“6V，6W”（电阻不变），滑动变阻器R1标有“10Ω，2A”，定值电阻R2的阻值为5Ω．求：（1）小灯泡正常发光1min消耗的电能；（2）Sl、S2、S3

Question

如图所示，电源电压为6V且保持不变，小灯泡L标有“6V，6W”（电阻不变），滑动变阻器R₁标有“10Ω，2A”，定值电阻R₂的阻值为5Ω．求：

（1）小灯泡正常发光1min消耗的电能；
（2）S_l、S₂、S₃都闭合，整个电路允许消耗的最大功率；
（3）只闭合S₁，移动滑片P，使滑动变阻器所消耗的功率为1.5W，此时小灯泡两端的实际电压是多少？

Answer 1

（1）由P=(W)/(t)可得小灯泡正常发光1min消耗的电能：
W=P_额t=6W×60s=360J；
（2）S₁、S₂、S₃都闭合时，灯泡L 被短路，R₂与R₁并联，
已知滑动变阻器R₁标有“10Ω，2A”，则滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，
此时滑动变阻器R₁的功率P₁=UI=6V×2A=12W，
R₂的功率P₂=(U2)/(R2)=((6V)2)/(5Ω)=7.2W，
则整个电路允许消耗的最大功率P_总=P₁+P₂=12W+7.2W=19.2W；
（3）已知小灯泡L标有“6V，6W”（电阻不变），根据P=(U2)/(R)可得：
小灯泡的电阻R_L=(U2额)/(P额)=((6V)2)/(6W)=6Ω，
由图可知，只闭合S₁，灯泡L与滑动变阻器串联，
由P=(U2)/(R)可得此时灯泡两端电压：
U_L=√(PLRL)=√(1.5W×6Ω)=3V，
答：（1）小灯泡正常发光1min消耗的电能为360J；
（2）S_l、S₂、S₃都闭合，整个电路允许消耗的最大功率为19.2W；
（3）只闭合S₁，移动滑片P，使滑动变阻器所消耗的功率为1.5W，此时小灯泡两端的实际电压是3V．