（2018•达州）如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，滑动变阻器R₁的最大电阻为40Ω．当只闭合S、S₂，滑动变阻器的滑片P在中点时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑片滑到A端时，A₁、A₂的示数之比是3：1（灯的电阻保持不变）。

求：（1）电源电压

（2）当只闭合S、S₂，滑动变阻器的滑片P在A端时，小灯泡两端的实际电压。

（3）小灯泡消耗的最小电功率（不能为0）

答案

解：（1）小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为3.6W，灯的额定电流：

I===0.6A，灯正常发光时的电阻：R_L===10Ω，

当只闭合S、S₂，滑动变阻器的滑片P在中点时，灯与变阻器串联，小灯泡正常发光，故灯的电压为6V，电路中的电流为0.6A，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压：

U=U_L+U_滑=6V+I×0.5R_滑=6V+0.6A×20Ω=18V；

（2）当只闭合S、S₂，滑动变阻器的滑片P在A端时，灯与变阻器的最大电阻串联，根据电阻的串联，

R_串联=R_L+R_滑=10Ω+40Ω=50Ω，由欧姆定律，小灯泡两端的实际电压：

U_实=I_实R_L==×10Ω=3.6V

（3）所有开关都闭合，滑片滑到A端时，R₂与变阻器的最大电阻并联，电流表A₂测R₂的电流，电流表A₁测总电流，A₁、A₂的示数之比是3：1，根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流为R₂的2倍，根据分流原理，

R₂=2×40Ω=80Ω；

当灯的电流最小时，根据P=I²R，灯的实际功率最小，由图知，当R₂与灯串联，即闭合S₃时，电路的总电阻最大，电路的电流最小，I_小===0.2A，故小灯泡消耗的最小电功率：

P=I_小²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W。

答：（1）电源电压为18V；

（2）当只闭合S、S₂，滑动变阻器的滑片P在A端时，小灯泡两端的实际电压为 3.6V；

（3）小灯泡消耗的最小电功率为0.4W。