Question

6．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的雙向開關(guān)電路，電源電壓保持不變，燈L₁標(biāo)有“6V 6W”字樣，燈L₂標(biāo)有“9V 4.5W”字樣（不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化）．當(dāng)開關(guān)S撥至“2”位置且滑片滑到A端時(shí)，燈L₂恰好正常發(fā)光．當(dāng)開關(guān)S撥到“1”位置時(shí)，若要使 L₁正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為3Ω．若當(dāng)L₁正常發(fā)光時(shí)，電路的總功率為P₁；當(dāng)L₂正常發(fā)光時(shí)，電路的總功率為P₂，那么，功率P₁：P₂=2：1．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時(shí)，電路為L(zhǎng)₂的簡(jiǎn)單電路；根據(jù)燈泡在額定電壓下正常工作結(jié)合L₂的銘牌得出電源的電壓，根據(jù)燈泡的額定功率求出此時(shí)電路中的總功率．
（2）當(dāng)開關(guān)撥至1位置時(shí)，燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；燈泡L₁正常工作時(shí)其兩端的電壓和額定電壓相等，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，根據(jù)P=UI求出此時(shí)電路中的總功率，進(jìn)一步求出當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩次電路的總功率之比．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時(shí)，等效電路圖如下圖所示：

由于燈L₂恰好正常發(fā)光，所以電源的電壓U=U₂=9V；
此時(shí)電路的總功率P₂=P_2額=4.5W．
（2）當(dāng)開關(guān)S撥到“1”位置時(shí)，等效電路圖如下圖所示：

由于L₁正常發(fā)光時(shí)，U₁=U_1額=6V，P₁=P_1額=6W，
由P=UI得：電路中的電流I=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U₁=9V-6V=3V，
由歐姆定律得滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{1A}$=3Ω；
電路的總功率P′=UI=9V×1A=9W，
所以當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩次電路的總功率之比為：
P′：P=9W：4.5W=2：1．
故答案為：3；2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等．