Question

在如圖所示的電路中，電源電壓U恒定不變，當滑動變阻器R的觸頭D置于最上端的位置上時，小電珠L₁、L₂、L₃所消耗的電功率相等；若D從上述位置向下移動，試比較L₁、L₂、L₃所消耗的電功率，排出三者大小的順序，說明理由．

Answer 1

分析：當滑動變阻器R的觸頭D置于最上端的位置上時，R接入電路的電阻為0；小電珠L₁、L₂、并聯，再與L₃串聯；此時消耗的電功率相等，從而可以求出三個電阻之間的關系，當D向下移動時，并聯支路的總電阻增加；從而得出電壓和電功率的變化；進一步得出L₁、L₂、L₃所消耗的電功率的大小關系．

解答：解：當D置于最上端時，R接入電路的電阻為0；由此時L₁、L₂、L₃消耗的電功率相等；不難得到三燈電阻的關系；
R₂=R₃=4R₁；①
D向下移動的結果，圖中并聯支路的總電阻增加；從而得出其兩端的電壓增加，L₂消耗的電功率增加，且此時L₂消耗的電功率大于L₃消耗的電功率；同時，D向下移動的結果，L₂消耗的電功率最大；只需要再比較L₁和L₃消耗的電功率就可以排行，顯然D向下移動后有I₃＜I₂；②
又I₁=I₂+I₃；③
P₁=I₁²R₁；④
P₃=I₃²R₃；⑤
聯立①②③④⑤解得：D向下移動后P₁＞P₃；
排序結果為P₂＞P₁＞P₃．

點評：本題考查電功率大小的比較，關鍵是明白電路圖中各個燈泡的連接方式，難點是知道D在移動過程中電路的變化情況．