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(dòng)變阻器，L是標(biāo)有“6V 0.72W”字樣的燈泡，燈絲的電阻不變。

1.當(dāng)變阻器R₂的滑片P滑到最左端時(shí)，要使燈泡L正常發(fā)光，開關(guān)S₁、S₂應(yīng)各處于什么狀態(tài)？

2.當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，5min內(nèi)燈泡L上消耗的電能是多少J?

調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，閉合開關(guān)S₁、S₂，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到最小時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率是多少？

Answer 1

（1）因?yàn)镽₂滑片處于最左端時(shí)，R₁=0，若S₂閉合，則L短路，所以，S₂應(yīng)斷開_。如果S₁、S₂都斷開，則R₁與L串聯(lián)，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(shí)_，R₁與L串聯(lián)，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(shí)，R₁短路，R₂與燈泡L并聯(lián)，當(dāng)電流表示數(shù)最小時(shí)，R₂應(yīng)取最大值60Ω，R_并= R₂ R_L/(R₂₊ R_L)=(60×50/110) Ω=300/11Ω　　　

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