Question

【题目】如图所示，电源电压U保持不变，当滑动变阻器R的触头P置于最下端时，小灯泡L1、L2、L3所消耗的电功率相等．若P从下向上移动，试比较L1、L2、L3所消耗的电功率，请排出三者大小的顺序，并说明理由．

Answer 1

【答案】见解析

【解析】试题分析：触头P置于最下端时，L2与L3并联再与L1串联，L1、L2、L3所消耗的电功率相等，由此分析L1、L3电流关系；

P从下向上移动，分析电路结构，根据串联和并联电路特点、欧姆定律分析判断它们电功率的关系即可．

解：

当P置于最下端时，L2与L3并联再与L1串联，

L1、L2、L3所消耗的电功率相等，即P1=P2=P3，

由并联电路特点可知U2=U3，由P=可知，R2=R3，

由I=可得I2=I3，

由串联和并联电路的电流特点可知：I1=I2+I3=2I3，

P1=P3，由P=I2R有：I12R1=I32R3，

==…①，

当P从下向上移动，变阻器连入电路的阻值变大，L3与R串联再与L2并联，最后与L1串联，

并联电路中只要有一条支路电阻增大，总电阻就变大，所以并联部分的电阻增大，

根据串联电路的分压原理可知，并联部分两端分得电压增大，L1分得电压变小，

由P=可知，L1电功率P1′减小，L2电功率P2′变大，所以P2′＞P1′，

U2′=U3′+UR增大，L2电功率增大，U2′＞U3′，所以I2′＞I3′所以P2′＞P3′，

I1′=I2′+I3′，所以I1′＞2I3′…②，

=…③，

由①②③可得：P1′＞P3′，

故P2′＞P1′＞P3′．