Question

【題目】如圖所示，電源電壓U保持不變，當滑動變阻器R的觸頭P置于最下端時，小燈泡L1、L2、L3所消耗的電功率相等．若P從下向上移動，試比較L1、L2、L3所消耗的電功率，請排出三者大小的順序，并說明理由．

Answer 1

【答案】見解析

【解析】試題分析：觸頭P置于最下端時，L2與L3并聯(lián)再與L1串聯(lián)，L1、L2、L3所消耗的電功率相等，由此分析L1、L3電流關系；

P從下向上移動，分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路特點、歐姆定律分析判斷它們電功率的關系即可．

解：

當P置于最下端時，L2與L3并聯(lián)再與L1串聯(lián)，

L1、L2、L3所消耗的電功率相等，即P1=P2=P3，

由并聯(lián)電路特點可知U2=U3，由P=可知，R2=R3，

由I=可得I2=I3，

由串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流特點可知：I1=I2+I3=2I3，

P1=P3，由P=I2R有：I12R1=I32R3，

==…①，

當P從下向上移動，變阻器連入電路的阻值變大，L3與R串聯(lián)再與L2并聯(lián)，最后與L1串聯(lián)，

并聯(lián)電路中只要有一條支路電阻增大，總電阻就變大，所以并聯(lián)部分的電阻增大，

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，并聯(lián)部分兩端分得電壓增大，L1分得電壓變小，

由P=可知，L1電功率P1′減小，L2電功率P2′變大，所以P2′＞P1′，

U2′=U3′+UR增大，L2電功率增大，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′．