Question

3．小王同学运用所学物理知识设计了如图所示的双向控制电路，电源电压恒定不变，灯L₁标有“6V　6W”字样，灯L₂标有“12V　6W”字样．当开关拨至1位置且滑片P滑到中点时，灯L₁恰好正常发光；当开关拨至2位置且滑片P滑到A端时，灯L₂恰好正常发光，则电源电压为12V，滑动变阻器消耗的功率为0W；当灯L₁、L₂分别正常发光时，两种电路消耗的总功率之比为2：1．

Answer 1

分析 灯泡在额定电压下正常发光，分析清楚电路结构，根据电路结构与灯泡发光情况求出电源电压；
应用电功率公式求出灯泡正常发光时的电流，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
应用电功率公式求出电路的总功率，然后求出功率之比．

解答 解：
由电路图可知，当开关拨至2位置且滑片P滑到A端时，只有灯泡L₂接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，
此时灯L₂恰好正常发光，灯泡两端电压等于额定电压12V，由此可知电源电压：U=12V，
此时变阻器连入阻值为0，所以其消耗功率为0；
当开关拨至1位置且滑片P滑到中点时，灯L₁与滑动变阻器串联，
此时灯L₁恰好正常发光，由P=UI可知此时电路电流：
I=I_L1=$\frac{{P}_{L1额}}{{U}_{L1额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
灯泡L₂正常发光时的电流：
I_L2=$\frac{{P}_{L2额}}{{U}_{L2额}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
当灯L₁、L₂分别正常发光时，两种电路消耗的总功率之比：
$\frac{{P}_{1}}{{P}_{2}}$=$\frac{U{I}_{L1}}{U{I}_{L2}}$=$\frac{{I}_{L1}}{{I}_{L2}}$=$\frac{1A}{0.5A}$=$\frac{2}{1}$．
故答案为：12；0；2：1．

点评 本题是一道电学综合题，分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键，知道灯泡正常发光时灯泡两端电压等于其额定电压，应用电功率公式、串联电路特点与欧姆定律可以解题．