Question

如圖示，電源電壓U=6V 且保持不變，R₁=10Ω，R₂是銘牌為“1A,60Ω”的滑動變阻器，L是標有“6V 0.72W”字樣的燈泡，燈絲的電阻不變。

1.當變阻器R₂的滑片P滑到最左端時，要使燈泡L正常發光，開關S₁、S₂應各處于什么狀態？

2.當開關S₁、S₂都斷開時，5min內燈泡L上消耗的電能是多少J?

調節滑動變阻器滑片，閉合開關S₁、S₂，當電流表示數達到最小時，整個電路消耗的電功率是多少？

Answer 1

（1）因為R₂滑片處于最左端時，R₁=0，若S₂閉合，則L短路，所以，S₂應斷開_。如果S₁、S₂都斷開，則R₁與L串聯，L上的電壓不足6V，所以要使L正常工作，只能使S₁、閉合，S₂斷開。

（2）S₁、S₂都斷開時_，R₁與L串聯，燈泡L的電阻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都閉合時，R₁短路，R₂與燈泡L并聯，當電流表示數最小時，R₂應取最大值60Ω，R_并= R₂ R_L/(R₂₊ R_L)=(60×50/110) Ω=300/11Ω　　　

所以，此時整個電路消耗的電功率為：P= U²/R=(6V)/(300/11Ω)=1.32w .