Question

10．如图所示，电源电压12V，滑动变阻器标有“10Ω，1A”字样，灯L₁、L₂分别标有“6V  6W”和“3V  3W”字样．只闭合S₁、S₃时，滑动变阻器滑片P位于某位置，灯L₁、L₂均正常发光，则通过灯L₁的电流为1A，滑动变阻器消耗的电功率P₁；此时只闭合S₁，S₂，为保证灯L₁正常发光，滑片P应向右移动（选填“左”或“右”），滑动变阻器消耗的电功率为P₂，则P₁：P₂=1：2．

Answer 1

分析 （1）只闭合S₁、S₃时，灯L₁、L₂与滑动变阻器串联，根据P=UI即可求出灯泡L₁的电流，利用P=UI可知总功率，由于两灯正常发光，则灯泡的实际功率与额定功率相等，根据串联电路的电流特点即可求出P₁；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可知灯L₁的阻值R₁，只闭合S₁，S₂，为保证灯L₁正常发光，L₁与滑动变阻器串联，根据电路中阻值的变化判断电流的变化，根据电流与L₁正常发光的电流大小，判断得出变阻器滑片P的移动方向；
由于灯L₁正常发光，利用P=UI求出总功率，然后灯L₁正常发光的功率可求出P₂；最后即可求出比值．

解答 解：（1）只闭合S₁、S₃时，由于灯L₁正常发光，由P=UI得：通过灯L₁的电流为I₁=$\frac{{P}_{额1}}{{U}_{额1}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
所以此时电路电流I=I₁=1A；则总功率P=UI=12V×1A=12W，
由于两灯正常发光，灯泡的实际功率与额定功率相等，
所以P₁=P-P_L1-P_L2=12W-6W-3W=3W；
根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端电压U_左=U-U₁-U₂=12V-6V-3V=3V；
由I=$\frac{U}{R}$可知此时滑动变阻器连入的阻值R_左=$\frac{{U}_{左}}{{I}_{\;}}$=$\frac{3V}{1A}$=3Ω；
（2）只闭合S₁，S₂，L₁与滑动变阻器右边电阻串联，则R_右=R-R_左=10Ω-3Ω=7Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知灯L₁的阻值R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
根据串联电路的电阻特点可知此时总阻值R_总=R₁+R_右=6Ω+7Ω=13Ω；
则电流为I′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{13Ω}$≈0.923A＜1A；
所以，为保证灯L₁正常发光，应减小变阻器连入电路的阻值，则滑片P应向右移动；
由于保证灯L₁正常发光，则P_总=UI₁=12V×1A=12W，
所以P₂=P_总-P_L1=12W-6W=6W．则P₁：P₂=3W：6W=1：2．
故答案为：1；右；1：2．

点评 本题关键是要弄清开关的断开、闭合是电路的连接形式发生的变化，明确变阻器连入电路阻值大小的突破口，同时要正确应用串联电路的电流、电压特点．