Question

如图示，电源电压U=6V 且保持不变，R₁=10Ω，R₂是铭牌为“1A,60Ω”的滑动变阻器，L是标有“6V 0.72W”字样的灯泡，灯丝的电阻不变。

1.当变阻器R₂的滑片P滑到最左端时，要使灯泡L正常发光，开关S₁、S₂应各处于什么状态？

2.当开关S₁、S₂都断开时，5min内灯泡L上消耗的电能是多少J?

调节滑动变阻器滑片，闭合开关S₁、S₂，当电流表示数达到最小时，整个电路消耗的电功率是多少？

Answer 1

（1）因为R₂滑片处于最左端时，R₁=0，若S₂闭合，则L短路，所以，S₂应断开_。如果S₁、S₂都断开，则R₁与L串联，L上的电压不足6V，所以要使L正常工作，只能使S₁、闭合，S₂断开。

（2）S₁、S₂都断开时_，R₁与L串联，灯泡L的电阻R_L=U²/P=(6V)2/0.72w=50Ω　

I=U/( R₁+R_L)=6V/(10Ω+50Ω)=0.1A

Q=I²Rt=(0.1A)² ×50Ω×5×60s=150J　　　　　

(3) S₁、S₂都闭合时，R₁短路，R₂与灯泡L并联，当电流表示数最小时，R₂应取最大值60Ω，R_并= R₂ R_L/(R₂₊ R_L)=(60×50/110) Ω=300/11Ω　　　

所以，此时整个电路消耗的电功率为：P= U²/R=(6V)/(300/11Ω)=1.32w .