Question

1．如圖所示，電源電壓8V，滑動變阻器標有“10Ω 1A”字樣，燈L₁、L₂分別標有“4V 4W”和“2V 2W”字樣．只閉合S₁、S₃時，滑動變阻器滑片P位于某位置，燈L₁、L₂均正常發(fā)光，則通過燈L₁的電流為1A，滑動變阻器消耗的電功率P₁；此時只閉合S₁、S₂，為保證燈L₁正常發(fā)光，滑片P應向左（選填“左”或“右”）移動，此時滑動變阻器消耗的電功率為P₂，則P₁：P₂=1：2．

Answer 1

分析 （1）只閉合S₁、S₃時，燈L₁、L₂與滑動變阻器右邊部分串聯(lián)，已知此時燈L₁、L₂均正常發(fā)光，根據(jù)P=UI即可求出燈泡L₁的電流；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得滑動變阻器兩端電壓，利用P=UI求出變阻器消耗的功率P₁；根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器連入的阻值R_右，已知變阻器的最大阻值，則可求出變阻器左邊部分的電阻R_左；
（2）只閉合S₁、S₂，只閉合S₁、S₂時，L₁與滑動變阻器左邊部分串聯(lián)，當燈L₁正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出此時變阻器接入電路中阻值R_左′，并與R_左比較，判斷得出變阻器滑片P的移動方向；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得滑動變阻器兩端電壓，利用P=UI求出變阻器消耗的功率P₂；最后即可求出功率的比值．

解答 解：
（1）只閉合S₁、S₃時，由于燈L₁正常發(fā)光，由P=UI可得，通過燈L₁的電流：
I₁=$\frac{{P}_{額1}}{{U}_{額1}}$=$\frac{4W}{4V}$=1A；
只閉合S₁、S₃時，燈L₁、L₂與滑動變阻器右邊部分串聯(lián)，
由于兩燈正常發(fā)光，燈泡的實際電壓與額定電壓相等，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，滑動變阻器兩端電壓：U_滑=U-U₁-U₂=8V-4V-2V=2V；
串聯(lián)電路電流處處相等，則此時電路中的電流：I=I₁=1A；
則變阻器消耗的電功率：P₁=U_滑I=2V×1A=2W------①；
由歐姆定律可得，此時滑動變阻器連入的阻值：
R_右=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{1A}$=2Ω；
則滑動變阻器左邊部分的電阻：R_左=R-R_右=10Ω-2Ω=8Ω------②；
（2）只閉合S₁、S₂時，L₁與滑動變阻器左邊部分串聯(lián)，
當燈L₁正常發(fā)光時，電路中的電流I=I₁=1A，
此時滑動變阻器兩端電壓：U_滑′=U-U₁=8V-4V=4V；
由歐姆定律可得，此時滑動變阻器連入的阻值：
R_左′=$\frac{{U}_{滑}′}{I}$=$\frac{4V}{1A}$=4Ω-------③；
比較可知，R_左′＜R_左，即變阻器左邊部分的電阻應減小，所以滑片P應向左滑動，才能保證燈L₁正常發(fā)光；
此時變阻器消耗的電功率：P₂=U_滑′I=4V×1A=4W------④；
則P₁：P₂=2W：4W=1：2．
故答案為：1；左；1：2．

點評 本題關鍵是要弄清開關的斷開、閉合是電路的連接形式發(fā)生的變化，明確變阻器連入電路阻值大小的突破口，同時要正確應用串聯(lián)電路的電流、電壓特點．