(2012?昌平区二模)如图所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S

(2012?昌平区二模)如图所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为U1,灯L消耗的功... (2012?昌平区二模)如图所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω,当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为U1,灯L消耗的功率是其额定功率的1/9;当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电流表的示数为2A,此时电阻R0的电功率为12W,电压表的示数为U2,且U2:U1=2:1,求:(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数;(2)灯L的额定功率. 展开
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寒凡儿
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解答:已知:Rab=12Ω,PL实=
1
9
PL额,P0=12W,U2:U1=2:1;
求:(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数;
(2)灯L的额定功率.
解:当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,等效电路如图甲所示,
当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,等效电路如图乙所示.设电源电压为U.

(1)如图甲所示,电路电流I=
U1
Rab

电源电压U=I(Rab+R0)=
U1
Rab
(Rab+RL),
由图乙可知,电压表示数U2=U,
Iab=
U
Rab
,I0=I′-Iab=2A-
U
Rab

R0的功率P0=I0U=(2A-
U
Rab
)U=(2A-
U
2×12Ω
)U=12W  ①,
∵U2=U,U2:U1=2:1,∴U:U1=2:1,
U=I(Rab+R0)=
U
2Rab
(Rab+RL)=
U
2×12Ω
(12Ω+RL)②,
由①②解得:U=12V,RL=12Ω;
当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,
等效电路图如图乙所示,电压表的示数为12V.
(2)当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,等效电路如图甲所示,
灯泡消耗的实际功率PL实=
1
9
PL额
∵PL实=I2RL,PL额=I2RL
∴I=3I=3×
U
Rab+RL
=3×
12V
12Ω+12Ω
=1.5A,
PL额=I2RL=(1.5A)2×12Ω=27W.
答:(1)当开关S1、S2同时闭合,滑片P滑到a端时,电压表的示数是12V.
(2)灯L的额定功率是27W.
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