题目内容
【题目】图中电路灯泡上标有“6V 3W”,定值电阻R1=30Ω，滑动变阻器R2上标有“500 1A”，电压表的量程选用“0-3V”，闭合开关S和S1，断开S2，滑片P移到B端,灯泡刚好正常发光，计算：
(1)滑片P在B端时,三个开关都闭合,此时电路消耗的总功率是多少?
(2)断开S1,闭合S和S2,在不损坏电路元件的前提下,通电一分钟电路消耗的最小电能是多少?
【答案】（1）4.2W；（2）36J
【解析】
（1）闭合开关S和S1，断开S2，滑片P移到B端时，电路为灯泡的简单电路，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；当滑片P在B端时，三个开关都闭合，灯泡与定值电阻R1并联，此时灯泡的实际功率和额定功率相等，根据并联电路的电压特点和电功率的公式求出R1的电功率，两者之和即为此时电路消耗的总功率；
（2）断开S1，闭合S和S2时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，当电压表的示数最大时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，通电一分钟电路消耗的电能最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时电路中的电流，利用W=UIt求出通电一分钟电路消耗的最小电能。
（1）闭合开关S和S1，断开S2，滑片P移到B端时，电路为灯泡的简单电路，因灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，所以电源的电压U=UL=6V；当滑片P在B端时，三个开关都闭合，灯泡与定值电阻R1并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且各支路独立工作、互不影响，所以灯泡消耗的功率仍然为3W，R1消耗的电功率：
，
此时电路消耗的总功率：P=PL+P1=3W+1.2W=4.2W；
（2）断开S1，闭合S和S2时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，当电压表的示数最大为U2=3V时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，通电一分钟电路消耗的电能最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时R1两端的电压：U1=U-U2=6V-3V=3V，因串联电路中各处的电流相等，所以此时电路中的电流：
，则通电一分钟电路消耗的最小电能：W=UIt=6V×0.1A×60s=36J。
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