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(2011?北京一模)如图所示的电路中,电源两端的电压和灯泡的电阻均保持不变.当只闭合开关S和S1时,灯L1

发布网友 发布时间:2023-05-18 11:05

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热心网友 时间:2023-09-30 18:50

当只闭合开关S和S1时,等效电路如图甲所示;
当只闭合开关S和S2时,等效电路如图乙所示;
当开关S、S1、S2和S3全闭合时,等效电路如图7丙所示;

(1)由甲、乙两图得:
U1
U1′
=
I1RL2
I2RL2
=
2
1

解得
I1
I2
=
2
1
----------①
(2)由甲、乙两图得:
P3
P4
=
I21
R3 
I22
R4
=
2W
2.5W
=
4
5
-----②
由①式②式解得:
R3
R4
=
1
5
-------③
(3)电源两端电压U不变,
I1
I2
=
RL1+
R L2
+R4
RL1+RL2+R3
=
2
1
------④
在甲图中:
U1
U2
=
RL2
RL1+RL2
=
2
3

解得:
RL1
RL2
=
1
2
---------⑤
由③式④式和⑤式解得:RL1=R3
在甲图中:灯L1正常发光:P1=
RL1
R3
P3=2W;
(4)当开关S、S1、S2和S3全闭合时,电路如图丙,R3与R4并联,电路消耗电功率最大为Pmax
当只闭合开关S和S2时,电路如图乙,L1、L2与R4串联,电路消耗电功率最小为Pmin
在丙图中,R=
R3×R4
R3+R4
=
5
6
R3
在乙图中,R=RL1+RL2+R4=8R3
因电源的电压不变,根据P=
U2
R
可得:
Pmax
Pmin
=
R串
R并
=
48
5

答:(1)电流I1与I2的比值为2:1;
(2)电阻R3与R4之比为1:5;
(3)灯L1的额定电功率为2W;
(4)在电路的各工作状态中,所消耗的最大电功率Pmax与最小电功率Pmin的比值为48:5.
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