问题
问答题
如图所示，电源电压U保持不变．当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于右端，滑动变阻器接入电路中的电阻为R3时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于左端时，电阻R1的电功率为P1'，电流表A的示数为1.5A．已知：P1+P2=12W，（P1+P2）：P1'=2：3，U1：U2=2：1，R2=4Ω．求：
（1）P1'；
（2）电源两端的电压U；
（3）当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时的电功率P3．
答案
当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于右端时，等效电路图如图（1）所示；
当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于左端时，等效电路图如图（2）所示；
当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时，等效电路图如图（3）所示．
（1）∵P1+P2=12W，
∴
=P1+P2 P ′1
=12W P1′
，2 3
解得：P1′=18W；
（2）由图2可知，P1′=I2R1，则
R1=
=P1′ I2
=8Ω，18W (1.5A)2
∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电源的电压：
U=I（R1+R2）=1.5A×（8Ω+Ω4）=18V；
（3）当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时，等效电路图如图（3）所示：
∵串联电路中各处的电流相等，
∴图（1）中
=U1 U2
=R1+R2 R3
=8Ω+4Ω R3
，2 1
解得：R3=6Ω，
图（3）中P3=
=U2 R3
=54W．(18V)2 6Ω
答：（1）P1′为18W；
（2）电源两端的电压为18V；
（3）当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P置于右端时的电功率为54W．
