相关电路状态的等效电路图如所示:
(1)由题可知,P1=I12R1,P1′=I22R1,因为,P1:P1′=9:25,所以,I1:I2=3:5;
(2)当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,灯泡短路,R1和滑动变阻器串联,如图1所示,
当开关S1断开,S2闭合时,滑动变阻器短路,R1和灯泡串联.如图2所示,由I1:I2=3:5,
可得,
=
R1+R3
R1+RL
…①;5 3
当开关S1、S2 都断开,滑动变阻器的滑片P在B点时,R1、RL、R3串联,如图4所示,电路中电阻最大,功率最小;
P最小=
,U2
R1+RL+R3
当开关S1、S2 都闭合时,滑动变阻器和灯泡短路,电路中电阻是R1电阻最小,如图5所示,功率最大.
P最大=
,因为,最大电功率与最小电功率之比为3:1,U2 R1
所以,
=
R1+RL+R3
R1
…②,3 1
由①②得,
=RL R3
,R1=2RL.1 3
(3)当开关S1、S2 都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,如图3所示,U1:U2=3:2,
所以,得
=
R1+RL
RL+RC
…③将R1=2RL代入③式,可得RL=RC,3 2
又PC=(
)2×RC=9W.U
R1+RL+RC
P总=
,将U2
R1+RL+RC
RL