如图所示,电源电压为12V且保持不变,灯泡L标有“6V,3W”的字样,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,闭合开关S1,S2,调节滑片P:当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电压表的示数为U
1,R0的功率为P01,当变阻器接入电路的阻值为R2时,电压表的示数为U2,R0的电功率为P02,已知U1:U2=1:2,R1:R2=3;1,P01+P02=4.5W.求:
(1)S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光时,电路的总功率;
(2)S1、S2闭合时,电阻R0的电功率P01和P02;
(3)电阻R0的阻值.

【分析】(1)根据电路图可知,当S1闭合,S2断开时,灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联连接,先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡的额定电流,然后根据P=UI求出电路消耗的总功率;
(2)根据电路图可知,当S1、S2闭合时,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器串联连接,先根据P=
表示出电阻R0的电功率P01和P02,然后根据U1与U2的比值可求出电阻R0的电功率P01和P02的比值,在根据P01和P02的关系求出P01和P02的大小;
(3)根据P=UI和欧姆定律表示出P01和P02的功率,然后结合功率之比、电压之比以及电阻之比求出U1和U2,最后根据P=
求出电阻R0的阻值.
【解答】解:(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流:I=
=
=0.5A;
电路消耗的总功率:P=UI=12V×0.5A=6W;
(2)由P=
可得,P01=
,P02=
;
因为U1:U2=1:2,所以P01:P02=1:4;
又因为P01+P02=4.5W,所以P01=
×4.5W=0.9W;P02=
×4.5W=3.6W;
(3)由欧姆定律可得,当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电路中的电流:I1=
;
当滑动变阻器接入电路的阻值为R2时,电路中的电流:I2=
;
则P01=U1
;P02=U2
;
又已知P01:P02=1:4,U1:U2=1:2,R1:R2=3;1;
联立关系式可得:U1=3V,U2=6V;
则当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电压表的示数为3V;
由P01=
可得,R0=
=
=10Ω.
答:(1)S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光时,电路的总功率为6W;
(2)S1、S2闭合时,电阻R0的电功率P01和P02分别为0.9W和3.6W;
(3)电阻R0的阻值为10Ω.
【点评】本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别以及功率计算功率的选择,具有一定的难度.