Question

（2012•怀柔区一模）如图所示电路，电源两端电压一定．当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，通过

Answer 1

解题思路：分析电路结构，明确各电路元件的连接方式，画出等效电路图；

（1）根据串联电路特点及欧姆定律列方程，解方程可求出电流I₁和I₂的比值；

（2）根据欧姆定律及功率公式列方程，然后解方程求出电阻R_a和R_b的比值；

（3）根据欧姆定律及功率公式列方程，然后解方程求出功率P_a．

当开关S₁闭合、S₂断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为R_a时，等效电路如图甲所示；

当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器接入电路中的电阻为R_b时，等效电路如图乙所示；

当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为R_a时，等效电路如图丙所示．

（1）如图甲、乙所示：

由串联电路特点及欧姆定律得：U₁=I₁（R₁+R₂），U₂=I₂R₁，U₁=5U₂，3R₁=2R₂．

解得：

I1

I2=[2/1]

答：电流I₁和I₂的比值是2：1．

（2）电源两端电压不变，由欧姆定律得：U=I₁（R₁+R₂+Ra），U═I₂（R₁+R_b）①

如图甲、乙所示，由功率公式得：P₁=I₁²（R₁+R₂），P_b=I₂²R_b，已知：P₁=12W，P_b=6W，

解得：R₁+R₂=

Rb

2②3R₁=2R₂ ③

由②③式得：R_b=5R₁④

由①③④式得：

Ra

Rb=[1/10]；

答：电阻R_a和R_b的比值1：10．

（3）如图乙、丙所示，由欧姆定律得：U=I₂（R₁+R_b）U=I₃（R₁+R_a）

解得：

I2

I3=[1/4]；由功率公式得：P_b=I₂²R_b，P_a=I₃²R_a ，

解得：

Pb

Pa=[5/8]，P_a=[8/5]×P_a=[8/5]×6W=9.6W；

答：滑动变阻器接入电路的电阻为R_a时消耗的功率P_a为9.6W．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；电功率的计算．

考点点评： 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．