Question

6．小王同學(xué)運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示的雙向控制電路，電源電壓恒定不變，燈L₁標(biāo)有“6V 6W”字樣，燈L₂標(biāo)有“12V 6W”字樣．當(dāng)開關(guān)撥至1位置且滑片P滑到中點(diǎn)時(shí)，燈L₁恰好正常發(fā)光；當(dāng)開關(guān)撥至2位置且滑片P滑到A端時(shí)，燈L₂恰好正常發(fā)光，則電源電壓為12V，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為12Ω；當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩種電路消耗的總功率之比為2：1．

Answer 1

分析 燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與燈泡發(fā)光情況求出電源電壓；
應(yīng)用電功率公式求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
應(yīng)用電功率公式求出電路的總功率，然后求出功率之比．

解答 解：由圖示電路圖可知，當(dāng)開關(guān)撥至2位置且滑片P滑到A端時(shí)，只有燈泡L₂接入電路，燈泡兩端電壓等于電源電壓，
此時(shí)燈L₂恰好正常發(fā)光，燈泡兩端電壓等于額定電壓12V，由此可知，電源電壓：U=12V；
由圖示電路圖可知，當(dāng)開關(guān)撥至1位置且滑片P滑到中點(diǎn)時(shí)，燈L₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
此時(shí)燈L₁恰好正常發(fā)光，則電路電流：I=I_L1=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L1額}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，$\frac{R}{2}$=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L1額}}{I}$=$\frac{12V-6V}{1A}$=6Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值：R=2×6Ω=12Ω；
燈泡L₂正常發(fā)光時(shí)的電流：I_L2=$\frac{{P}_{L2額}}{{U}_{L2額}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩種電路消耗的總功率之比：$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{U{I}_{L1}}{U{I}_{L2}}$=$\frac{{I}_{L1}}{{I}_{L2}}$=$\frac{1A}{0.5A}$=$\frac{2}{1}$；
故答案為：12；12；2：1．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)綜合題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提與關(guān)鍵，知道燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端電壓等于其額定電壓，應(yīng)用電功率公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以解題．