【题目】如图所示电路,电源电压为12V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R1,灯Ll、L2分别标有“5V 5W”和“3V 3W”字样,灯泡电阻不变。若只闭合Sl、S3时,滑动变阻器滑片P位于某位置,灯L1、L2均正常发光,滑动变阻器消耗的电功率为Pl ;若只闭合Sl、S2,移动滑片P使灯L1正常发光,滑动变阻器消耗的电功率为P2 ,则Pl:P2 =____________。当断开S3,闭合S1、S2时,改变滑片P的位置,使滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1和R1/4,在这两种情况下,滑动变阻器消耗的功率相等。通过调节开关S1、S2 、S3和滑片P,使电路的总功率达到最小值,最小功率为___________W。
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【答案】4:7 8
【解析】
(1)灯Ll、L2分别标有“5V 5W”和“3V 3W”字样,根据P=UI可知,流经两灯泡的电流
,又根据
可知,
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当开关S1、S3闭合时,L1与L2及滑动变阻器串联,灯L1、L2均正常发光,所以此时电路中的电流为1A,滑动变阻器的功率=电路总功率-灯泡L1功率+灯泡L2功率,所以P1=12V×1A-3W-5W=4W;
当开关Sl、S2闭合时,滑动变阻器与L1串联,灯泡L2断路,若L1正常发光,则电路中电流为1A,此时滑动变阻器的功率=电路总功率-灯泡L1功率,所以P2=12V×1A-5W=7W;所以P1:P2=4:7;
当断开S3,闭合S1、S2时,滑动变阻器与L1串联,滑动变阻器接入电路的阻值分别为R1和R1/4的功率相等,两种状态下电路中的电流为: ![]()
因P=I2R,且在这两种情况下滑动变阻器消耗的功率相等,
所以
,解得R1=10Ω;
当开关Sl、S2闭合时,S3断开时,电路中L1与L2及滑动变阻器串联,滑动变阻器接入最大阻值R1时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小:
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