如图所示电路,电源电压和定值电阻Rx都未知,R1是调节范围足够大的电阻箱,R2和R3?的电阻值分别是3R和6R,闭合开关S后,当电阻箱电阻值调节为R时电流表读数为I0,当电阻箱电阻值再调节为6R时电流表读数为.
求:
(1)计算电阻箱电阻值调节为R时R3的电功率;
(2)电源电压和定值电阻Rx的阻值;
(3)如果在电路中A、B两点间接入一个电压表,不断改变电阻箱的阻值,将会得到一系列电压表和电流表的读数,请在乙图的坐标系U-I中定性地画出电压表和电流表的读数所反映的图线.
网友回答
解:由电路图知:电阻R2与R3并联,再与电阻R1、RX串联,电流表测的是流过R2的电流.
由题意知:R2=3R,R3=6R,电阻与R2的R3并联电阻R并===2R.
(1)由题意知:当电阻箱电阻值调节为R时电流表读数为I0,并联电压U并=I0R2=3I0R,
R3的电功率P===1.5I02R.
(2)设电源电压为U,当电阻箱R1=R时电流表读数为I0,由欧姆定律得:
I0======?????????
即:I0=????? ①
当电阻箱电阻值调节为R'1=6R时电流表读数为,由欧姆定律得:
======
即:=??? ②
由①②解得:RX=12R,U=22.5I0R.
(3)电源电压U不变,调节电阻箱阻值变小,电路总电阻变小,由欧姆定律知:电路电流I变大,UX=IRX变大,电压表示数UV=U-UX减小,电压表读数与电流表的读数关系图象如图所示.
解析分析:(1)由欧姆定律求出并联电路电压,由功率公式求电阻R3的功率.
(2)根据串并联电路的特点求出电路电阻,由欧姆定律列方程组,解方程组求出电源电压、定值电阻阻值.
(3)电源电压U不变,电阻箱阻值减小,电路总电阻减小,电路电流I变大,UX=IRX变大,电压表示数UV=U-UX减小,据此作出U-I图象.
点评:1、本题考查了:串并联电路的特点、欧姆定律、功率公式,解题的关键是熟练应用串并联电路的特点及欧姆定律解题.
2、电压表接在AB间时,分析电压表示数与电流表示数的关系,时要注意分析思路,根据电路电阻变化,判断电流变化,先求出电阻RX的电压变化情况,最后根据串联电路的特点求出电压表示数的变化情况.