题目内容
【题目】如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,其电阻不随温度的变化而变化，滑动变阻器的最大阻值为18Ω。当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变,闭合S、S1、S2,发现电路消耗的总功率变化了12 W。请计算：
（1）小灯泡正常工作的电流和小灯泡的电阻；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗总功率的最小值。
【答案】（1）12Ω；（2）12V；（3）14W
【解析】
（1）由于小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，所以，小灯泡正常发光时的电压是：UL =6V，功率是：PL =3W，由P=UI知道，小灯泡正常工作的电流是：
=0.5 A；由欧姆定律知道，灯泡的电阻是：
=12Ω；
（2）当S闭合，S1、S2 都断开，滑动变阻器滑片P从b端向a端滑过三分之一时，灯泡与变阻器的三分之二电阻串联，由于串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，即电路中的电流是：I=IL =0.5A；又因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压是：
=12V；
此时电路消耗的总功率是：P=UI=12V×0.5A=6W，
（3）保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2 时，R0 与变阻器的
电阻并联，又因为电路消耗的总功率变化了12W，所以，电路中的总功率是：P=12W+6W=18W，由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以，滑动变阻器消耗的电功率是：
=12W，R0 的电功率是：P0 =P-PR =18W-12W=6W；要使电路消耗的总功率最小，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，变阻器消耗的最小功率是：
=8W，电路中的最小总功率是：P最小 =P0 +PR最小 =6W+8W=14W。
