如图所示的电路中,灯泡L上标有“12V 9W”字样,滑动变阻器的最大阻值为R1,电源电压保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针位置相同;当开关S1、S2断开,S3闭合时,改变滑片P的位置,使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和R1/4,在这两种情况下,滑动变阻器消耗的功率相等。(灯泡电阻不随温度的变化而改变)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路在何种状态下消耗的功率最小,最小功率是多少?
解:(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,R1被短接,R2与灯泡并联接在电源两端,电流表A1测R2支路的电流,电流表A测干路电流.因为并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等,所以电源的电压U=UL=12V;
(2)灯泡正常发光时的电流: