Question

如图电路，电源电压保持不变，红灯规格为“6V、3W”，绿灯“6V、6W”，滑动变阻器标有“18Ω、1.5A”．当闭合开关S、S₁、S₂滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光．
（1）电源电压是多少？
（2）滑动变阻器和开关处于什么状态时，电路消耗的功率最小，最小功率为多大？

Answer 1

分析：（1）当闭合开关S、S₁、S₂，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯泡并联，根据并联电路的电压特点和灯泡正常发光时的电压与额定电压相等确定电源的电压；
（2）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P=

U2

R

求出两灯泡的电阻；比较两灯泡的电阻，电阻大的灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的总电阻最大，根据P=

U2

R

可知电路中的电功率最小，然后根据电阻的串联和电功率公式求出其大小．

解答：解：（1）当闭合开关S、S₁、S₂，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯泡并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且两灯泡均正常发光，
∴电源的电压U=U_L额=6V；
（2）由P=

U2

R

可得，两灯泡的电阻分别为：
R_红=

U额2

P红

=

(6V)2

3W

=12Ω，R_绿=

U额2

P绿

=

(6V)2

6W

=6Ω，
∵R_红＞R_绿，
∴当S、S₁闭合、S₂断开，滑片P在a端时，滑动变阻器与红灯串联，此时总电阻最大，电路中的电功率最小，
P_min=

U2

R滑+R红

=

(6V)2

18Ω+12Ω

=1.2W．
答：（1）电源电压为6V；
（2）当S、S₁闭合、S₂断开，滑片P在a端时，该电路中的总功率最小，最小电功率为1.2W．

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、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及开关闭合、断开时电路连接方式的判断，难点是电路最小功率的判断．