分析:①只闭合K1时,电阻R1与Rx串联,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律表示出电路中的电流,再根据公式P=I2R表示出知道R1的电功率.当K1、K2都闭合时,R1、R2并联后与Rx串联,首先根据并联电路电阻的特点计算出并联部分的电阻,再根据串联电路电阻的特点计算出电路中的总电阻,根据欧姆定律表示出电路中的电流,最后再根据公式P=I2R表示出R1与R2并联产生的电功率;根据题意联立等式即可求出Rx.
②根据公式P=I2R表示出只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下Rx消耗的功率,再结合Rx的阻值即可得出答案.
解答:解:
①只闭合K
1时,电阻R
1与R
x串联,如图1所示:
此时电路中的总电阻为:R=R
1+R
X=R
0+R
X,而电源电压为U,
∴此时电路中的电流为:I
1=
=
,
则电阻R
1的电功率为;P
1=I
12R
1=(
)
2R
0.
当K
1、K
2都闭合时,R
1、R
2并联后与R
x串联,如图2所示:
电阻R
1、R
2并联后当电阻为:R
并=
=
=
,
则此时电路中的总电阻为:R
串=R
并+R
X=
+R
X,
此时电路中的电流为;I
2=
=
,
∴电阻R
1与R
2并联产生的电功率为:P
并=I
22R
并=(
)
2,
从题可知,P
1=P
并,
即:=(
)
2R
0=(
)
2,
解得:R
X=
R
0.
②在图1状态下,R
x消耗的功率为:P
X1=I
12R
X=(
)
2R
X,
在图2状态下,R
x消耗的功率为:P
X2=I
22R
X=(
)
2R
X,
而R
X=
R
0,
∴
==.
答:①R
x的阻值为
R
0.
②在只闭合K
1和K
1、K
2都闭合两种工作状态下,R
x消耗的功率之比为1:2.
点评:本题考查了并联电路的电阻特点和串联电路电阻的特点,关键是开关、闭合时电路串、并联的辨别.本题考查了电功率公式的计算和欧姆定律公式的计算,弄清串、并联电路中电流、电压及电阻的关系是解本题的关键,难度较大.