如图所示，电源电压不变，L是标有“12V，6W”的小灯泡，且其电阻不随温度变化，R1=16Ω，滑动变阻器R2的最大电阻值为24Ω，只闭合S，S2时灯L恰能正常发光．求：（1）电源电压．（2）同时

Question

如图所示，电源电压不变，L是标有“12V，6W”的小灯泡，且其电阻不随温度变化，R₁=16Ω，滑动变阻器R₂的最大电阻值为24Ω，只闭合S，S₂时灯L恰能正常发光．
求：

（1）电源电压．
（2）同时闭合开关S、S₁、S₂且滑片P位于最下端B时，电流表的示数．
（3）当闭合开关S时，电路的最小总功率和此时电压表的示数．

Answer 1

（1）只闭合S，S₂时，电路为灯泡的基本电路；由于灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即12V；
（2）同时闭合开关S、S₁、S₂且滑片P位于最下端B时，灯L、R₁、滑动变阻器并联，并且滑动变阻器的全部阻值接入电路，电流表测得是R₁与滑动变阻器两条支路的电流之和；
电路的总电阻：R_总=(R1R)/(R1+R)=(16Ω×24Ω)/(16Ω+24Ω)=9.6Ω；
电流表的示数：I=(U)/(R总)=(12V)/(9.6Ω)=1.25A；
（3）当闭合开关S时，R₁、滑动变阻器以及灯泡串联；
由P=(U2)/(R)可知，灯丝的阻值：R_L=(U2L)/(PL)=((12V)2)/(6W)=24Ω；
电路中最小电流：I_最小=(U)/(R1+R+RL)=(12V)/(16Ω+24Ω+24Ω)=0.1875A；
电路的最小总功率：P=UI_最小=12V×0.1875A=2.25W；
由欧姆定律可知，电压表的示数：U′=I_最小R_L=0.1875A×24Ω=4.5V．
答：（1）电源电压为12V．
（2）同时闭合开关S，S₁，S₂且滑片P位于最下端B时，电流表的示数为1.25A．
（3）当闭合开关S时，电路的最小总功率和此时电压表的示数分别为2.25W和4.5V．