试题分析:通过对电路图的观察,结合题意,可分别画出当开关断开和闭合时电路的等效电路图,再根据功率的公式、欧姆定律等可求出电流之比.再结合串联电路的分压原理等,求出滑动变阻器的阻值Ra和Rb之比.求滑动变阻器消耗的功率,同样要画出等效电路图,再根据电流之比进行求解. (1)开关S断开,滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时,等效电路如答图甲所示。 开关S闭合,滑动变阻器接入电路的电阻为Rb时,等效电路如答图乙所示
由甲图 P1=U1I1=10W 由乙图 Pb=U2′I2=5W 由于 =U1 解得 I1∶I2=2∶1 (2)U1∶U2=5∶4 由串联电路电压关系有 ,则5Ra=4R1-R2 由,得2Ra= Rb-R1-2R2 由,得Rb= 2R1+2R2 解得R1="2" Ra,R2="3" Ra,Rb="10" Ra 则Ra∶Rb=1∶10 (3)开关S闭合,滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时,等效电路如图所示。
解得Pa=8W 点评:根据电路的不同变化画出等效电路图,是解决本题的有效途径之一,这是我们在平时的解题当中应该加强的.同时,本题多为对比值的求解,要求我们对电路的分析、公式的运用都要相当熟练,而且一定要保证各个物理量的对应性,是一道很有挑战性的题目. |