解:(1)此时电路为滑动变阻器串联灯泡接入电源,滑动变阻器接入电路的电阻为R2/2=24/2=12Ω。
灯泡恰好正常发光,则灯泡两端电压为6V,流过的电流为:I=P/U=3/6=0.5A;与R2串联,则R2流过的电流也是0.5A,因此,滑动变阻器两端电压为:0.5×12=6V。
所以电源电压为:6+6=12V。
(2)此时,电路结构为R1串联灯泡接入电源,回路电流为:I=12/(18+RL),而RL=6/0.5=12Ω,故I=12/(18+12)=0.4(A)。
所以灯泡L做功为:W=I²RLt=0.4²×12×5×60=576(J)。
(3)三个开关都闭合,灯泡L被短接,电阻R1和R2并联接入电源。
用电器消耗的总功率为:P=U²/(R1∥R2)=U²(R1/R2+1)/R1,其中U为电源电压12V,R1是固定值18Ω,因此,R2越大,功率越小;R2最小时,功率最大。
R2最大取其最大值24Ω,,则Pmin=12²/(18∥24)=14(W)。
R2的最小值由电流表的量程决定,R2取最小值时,电流表达到最大量程3A,此时12/(R1∥R2)=3,因此R1∥R2=12/3=4(Ω),因此:Pmax=12²/4=36(W)。