如图所示的电路中,电源两端电压不变,电灯L上标有“4V?2W”字样,灯的电阻不受温度影响.当开关S断开时,灯泡正常发光,电压表V1与V2的示数之比为6:7;电路消耗总

发布时间:2020-08-11 16:09:43

如图所示的电路中,电源两端电压不变,电灯L上标有“4V?2W”字样,灯的电阻不受温度影响.当开关S断开时,灯泡正常发光,电压表V1与V2的示数之比为6:7;电路消耗总功率为P;当开关S闭合时,电路消耗的总功率改变△P,且△P=P.求:
(1)电阻R1与R2的比值;
(2)电源电压U;
(3)当开关S闭合时,电阻R2在1min内消耗的电能W.(请画出相关电路状态的等效电路图)

网友回答

解:(1)当开关S断开时,电路如图甲所示,灯L正常发光;
当开关S闭合时,电路如图乙所示;∵I=,
∴==,
∴RL=6R1-7R2 ①,
∵灯L正常发光,
∴I=IL===0.5A,
∵I=,
∴灯泡电阻RL===8Ω,
△P=P=P′-P,
==,
==,
4R1+4R2=5RL?②,
将①式代入②式得:3R2=2R1,
=;
(2)∵RL=6R1-7R2=9R2-7R2=2R2,
R2===4Ω,R1=R2=×4Ω=6Ω,
∵I=,
∴电源电压U=I(R1+R2+RL)=0.5?A×(6Ω+4Ω+8Ω)=9V;
(3)∵I′=I=×0.5A=0.9A,
∴W2=I'2R2t=(0.9A)2×4Ω×60s=194.4?J;
答:(1)电阻R1与R2的比值为3:2;
(2)电源电压U是9V;
(3)当开关S闭合时,电阻R2在1min内消耗的电能为194.4J.
解析分析:(1)分析电路结构,作出等效电路图,由串联电路特点及欧姆定律可以求出电阻比值.
(2)求出各电阻阻值,然后由欧姆定律求出电源电压.
(3)由电功公式求出电阻消耗的电能.

点评:本题考查串联电路的电压、电流的特点和欧姆定律的应用,解答时注意结合已知条件列出与电阻有关关系式,这是求解R1、R2阻值的关键,也是本题的难点.
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