Question

（2013•青岛）如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变．电流表的量程为0-3A，灯泡L1的电阻R1=10Ω

Answer 1

（1）只闭合开关S₁，S₄时，等效电路图如图1所示：

根据欧姆定律可得，电源的电压：

U=U₁=I₁R₁=1A×10Ω=10V；

当将滑动变阻器拨至中点时，再将S₂闭合时，等效电路图如图2所示：

∵并联电路中各支路独立工作、互不影响，

∴此时通过灯泡L₁的电流不变，

∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

∴通过R₄的电流：

I₄=I-I₁=1.5A-1A=0.5A，

∵并联电路中各支路两端的电压相等，

∴[1/2]R₄=[U

I4=

10V/0.5A]=20Ω，

滑动变阻器的最大阻值：

R₄=2×20Ω=40Ω，

当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最小，

P_4min=

U2

R4=

(10V)2

40Ω=2.5W，

当电流表的示数为3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，

此时通过滑动变阻器的电流：

I₄′=I′-I₁=3A-1A=2A，

P_4max=UI₄′=10V×2A=20W，

∴

P4max

P4min=[20W/2.5W]=[8/1]；

（2）只闭合S₃且电路消耗的功率最大时，等效电路图如图3所示：

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

∴P₁=

U2

R2+R3------------------①

只闭合S₄，S₅且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图4所示：

P₂=

U2

R2+R4------------------②

只闭合S₂，S₃，S₅且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图5所示：

P₃=

U2

R3+R4-----------------③

∵P₁：P₂：P₃=42：35：30，

∴

P1

P2=

R2+R4

R2+R3=