如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,阻值分別為R1、R2的定值電阻其阻值不隨溫度變化,滑動變阻器的最大阻值為R3.當(dāng)閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,滑動變阻器的滑片P滑至中點時,電壓表的示數(shù)為U1,滑動變阻器的電功率P1=2.4W,電流表的示數(shù)為I1;當(dāng)閉合開關(guān)S和S2,斷開開關(guān)S1,滑動變阻器的滑片P滑至端點A時,電壓表的示數(shù)為U2,電路的總電功率P2=2.88W,電流表的示數(shù)為I2;當(dāng)所有開關(guān)都閉合,滑動變阻器的滑片P滑到端點B時,電路的總電功率為P3.已知:
I1
I2
=
5
3
,求:
(1)R2與R3的阻值之比;
(2)U1與U2之比;
(3)總電功率P3
分析:先畫出三種情況的等效電路圖:
(1)根據(jù)P=I2R表示出圖1、圖2兩圖中滑動變阻器的電功率,結(jié)合電流關(guān)系和電功率的大小即可求出R2與R3的阻值之比;
(2)對于圖1、圖2兩個電路,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變即可得出R1與R2的阻值關(guān)系,根據(jù)歐姆定律表示出U1與U2之比,把電流之比和電阻關(guān)系代入即可求出U1與U2之比;
(3)根據(jù)電阻的并聯(lián)表示出圖3的總電阻,對于圖2、圖3兩個電路,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變和電阻關(guān)系即可得出兩圖的電流關(guān)系,根據(jù)P=UI表示出圖2中滑動變阻器消耗的電功率與圖3總功率的比值,即可求出總電功率P3
解答:解:閉合開關(guān)S、S1,斷開開關(guān)S2,滑動變阻器的滑片P滑至中點時,簡化電路如圖1所示;
閉合開關(guān)S和S2,斷開開關(guān)S1,滑動變阻器的滑片P滑至端點A時,簡化電路如圖2所示;
當(dāng)所有開關(guān)都閉合,滑動變阻器的滑片P滑到端點B時,簡化電路如圖3所示.

(1)∵P=I2R,且P1=2.4W,P2=2.88W,
I1
I2
=
5
3
,
P1
P2
=
I
2
1
×
R3
2
I
2
2
×(R2+R3)
=(
I1
I2
2×
R3
2(R2+R3)
=(
5
3
2×
R3
2(R2+R3)
=
2.4W
2.88W
=
5
6
,
解得:
R2
R3
=
2
3

(2)對于圖1、圖2兩個電路,
∵電源的電壓不變,
I1
I2
=
R2+R3
R1+
1
2
R3
=
R2+
3
2
R2
R1+
1
2
×
3
2
R2
=
5
3
,
解得:
R1
R2
=
3
4

∵I=
U
R
,
U1
U2
=
I1R1
I2R2
=
I1
I2
×
R1
R2
=
5
3
×
3
4
=
5
4
;
(3)對于圖2、圖3兩個電路,
∵電源的電壓不變,
I3
I2
=
R2+R3
R1R2
R1+R2
=
(R2+R3)(R1+R2)
R1R2
=
(R2+
3
2
R2)(
3
4
R2+R2)
3
4
R2×R2
=
35
6

對于圖2、圖3兩個電路,
∵P=UI,且電源的電壓不變,
P3
P2
=
UI3
UI2
=
I3
I2
=
35
6
,
則P3=
35
6
×P2=
35
6
×2.88W=16.8W.
答:(1)R2與R3的阻值之比為2:3;
(2)U1與U2之比為5:4;
(3)總電功率P3為16.8W.
點評:本題是有關(guān)串聯(lián)電路特點和歐姆定律、電功率的綜合計算題目,在解題過程中,注意電路的分析,根據(jù)已知條件分析出各種情況下的等效電路圖,同時要注意在串聯(lián)電路中各物理量之間的關(guān)系,結(jié)合題目中給出的已知條件進(jìn)行解決.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

在如圖所示的電路中,用電壓表、電流表測電阻Rx的阻值:
(1)將實驗電路補(bǔ)畫完整.
精英家教網(wǎng)
(2)當(dāng)滑片移到某一位置時,電壓表、電流表的示數(shù)如圖所示,則Rx的阻值為
 
Ω;
精英家教網(wǎng)
(3)某同學(xué)在實驗中,不小心將滑動變阻器損壞(不能使用)了,一時又找不到其他變阻器.如果不用滑動變阻器,可能對實驗結(jié)果的影響是
 

你能否利用身邊的物品代替滑動變阻器完成該實驗,說出你的做法:
 

(4)在測出電阻值后,該同學(xué)繼續(xù)實驗--研究導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系(滑動變阻器完好).他觀察電表指針在某一合適的位置,取下Rx,換上另一較大電阻R0,下一步的操作是
 
,目的是
 

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?順義區(qū)一模)在如圖所示的電路中,電源兩端電壓不變.當(dāng)只閉合開關(guān)S1且滑動變阻器R3接入電路電阻值最大時,電壓表的示數(shù)為3.6V,滑動變阻器消耗的電功率為1.44W,電阻R1消耗的電功率為P1.當(dāng)只閉合開關(guān)S2且滑動變阻器R3的滑片P在中點時,電壓表示數(shù)為4.5V,電阻R2消耗的電功率為P2.若P1:P2=8:15,則電阻R2在1min40s內(nèi)所消耗的電能為
270
270
J.

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科目:初中物理 來源: 題型:

如圖所示的電路中,電源電壓為12伏,S斷開時,A2表的示數(shù)為0.3安;S閉合時,A2表的示數(shù)為0.4安,這時A1表的示數(shù)為
0.4
0.4
安,L1中的電流為
0
0
安,L1的電阻值為
10
10
歐.

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科目:初中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在如圖所示的電路中,電源電壓為20伏不變,當(dāng)S閉合,滑動變阻器的滑片由左向右滑動時,三個電表示數(shù)的變化情況是( 。

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科目:初中物理 來源:2013年山東省臨沂市高級中等學(xué)校招生考試物理 題型:013

如圖所示的電路中.電飯電壓保持不變,閉合開關(guān)S后

[  ]

A.電壓表的示數(shù)變大

B.電流表的示數(shù)變大

C.電路中的總電阻變大

D.電路消耗的總功率變小

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