如图所示,电源两端电压不变。当闭合开关S、S
1,滑动变阻器接入电路的阻值为R
M时,电压表V
1的示数为U
1,电阻R
1的电功率P
1=10W,电流表的示数为I
1;当只闭合开关S,滑动变阻器接入电路的阻值为R
N时,电压表V
2的示数为U
2,电阻R
1与滑动变阻器的总功率P
2=5W,电流表的示数为I
2;当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P移到B端时,电阻R
2的功率为P
3,电流表的示数为I
3。
已知:

,

。求:
(1)电流I
1与I
2之比;
(2)电阻R
M与R
N之比;
(3)电功率P
3。
(请画出相关电路状态的等效电路图)

答案:
(1)4∶1 (2)2∶7 (3)14.4W
试题分析:闭合开关S、S
1,滑动变阻器接入电路的电阻为R
M,简化电路如图甲所示;
只闭合开关S,滑动变阻器接入电路的电阻为R
N,简化电路如图乙所示;
只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P移到B端,简化电路如图丙所示:

(1)由图甲、乙得:P
1=U
1I
1=10W, P
2=U
2I
2=5W,

;
(2)由图甲、乙得:U
1= I
1R
1,U
2=I
2(R
1+ R
N)
即

则:R
N ="7" R
1 ---①
电源电压一定:I
1(R
1+ R
M)= I
2(R
1+ R
N + R
2)
4 R
M = R
1+ R
N ---②
将①代入②得:R
M ="2" R
1则:R
M /R
N=2/7;
(3)由图甲、丙得:

,


,

,

。