①当S断开时,电压表串联在电路中测电源的电压,则电源的电压U=12V;
当S闭合时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:
U1=U-U2=12V-3V=9V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=[U/R]可得:
U1
R1=
U2
R2,即[9V/30Ω]=[3V
R2,
解得:R2=10Ω;
②在CD间没有接小灯泡之前,R2分压为3V,当CD间接小灯泡后,R2与小灯泡并联电阻减小,使CD两点的分压减小;
③由P=
U2/R]可得,灯泡的电阻:
RL=
UL额2
PL额=
(3V)2
0.6W=15Ω,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,此时小灯泡1min消耗电能:
WL=
U实2
RLt=
(2V)2
15Ω×60s=16J.
答:①R2的阻值是10Ω;
②在CD间没有接小灯泡之前,R2分压为3V,当CD间接小灯泡后,R2与小灯泡并联电阻减小,使CD两点的分压减小;
③在第②问中,小灯泡1min消耗电能是16J.