【答案】見(jiàn)解析
【解析】(1)由P=UI知道,燈泡的額定電流是:IL額 =PL額/UL額=3W/6V=0.5A;
(2)當(dāng)S1、S2 都閉合時(shí),R2 與燈泡L并聯(lián),電流表測(cè)干路電流;
此時(shí)燈泡的實(shí)際電壓是:UL實(shí) =U=6V=UL額 ,所以燈泡正常發(fā)光,即P1 =PL額 =3W,所以,通過(guò)燈泡的實(shí)際電流是:IL =IL額 =0.5A,
由并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知,通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流是:I2 =I-IL =1.1A-0.5A=0.6A,
由I=U/R知道,滑動(dòng)變阻器R2 連入電路的電阻是:R2′=U/I2=6V/0.6A=10Ω;
由于此時(shí)滑片P在中點(diǎn),所以R2 的最大阻值是:R2 =2R2′=2×10Ω=20Ω;
(3)由電路圖知道,當(dāng)S1 、S2 都閉合時(shí),R2 與燈泡L并聯(lián),此時(shí)滑動(dòng)變阻器若為最大阻值,則電路消耗的功率最��;
此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2 的功率是:P變=U2/R2=(6V)2/20Ω=1.8W,
由于并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作、互不影響,此時(shí)燈泡的功率仍然是額定功率P=PL額 =3W,
所以電路消耗的最小功率是:P最小 =PL額+P變=3W+1.8W=4.8W
(4)根據(jù)P=U2/R知道,燈泡的電阻是:RL =U2L額/PL額=(6V)2/3W=12Ω,
當(dāng)S,1 、S2 都斷開(kāi)時(shí),R1 與燈泡L串聯(lián),由于P2 :P1 =1:4,所以P2 =P1/4 =3W/4=0.75W;
由P=U2/R可得,燈泡兩端電壓:UL =![](http://thumb.zyjl.cn/questionBank/Upload/2019/04/14/19/ed11789f/SYS201904141932398985117604_DA/SYS201904141932398985117604_DA.001.png)
串聯(lián)電路中的電流是:I′=UL/RL=3V/12Ω=0.25A,
由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和可知,R1 兩端的電壓:U1 =U-UL =6V-3V=3V,
故R1工作2min消耗的電能是:W1 =U1 I′t=3V×0.25A×2×60s=90J