在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变.当只闭合开关S和S1时,灯L1正常发光,电压表V1的示数U1与电压表V2的示数U2之比U1:U2=2:3,电阻R3消耗的电

发布时间:2020-08-06 23:27:17

在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变.当只闭合开关S和S1时,灯L1正常发光,电压表V1的示数U1与电压表V2的示数U2之比U1:U2=2:3,电阻R3消耗的电功率P3=2W;当只闭合开关S和S2时,电压表V1的示数为U1′,且U1:U1′=2:1,电阻R4消耗的电功率P4=2.5W.不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)在上述变化中,电流表前、后两次示数之比;
(2)灯L1的额定电功率;
(3)当所有开关全部闭合时,电路消耗的总功率.

网友回答

解:(1)设电源两端的电压为U,灯L1和L2的电阻分别为R1和R2.当只闭合开关S、S1时,电路如图1所示,此时电路中的电流为I1;当只闭合开关S、S2时,电路如图2所示,此时电路中的电流为I2.
比较图1和图2,因R2的电阻不变,根据欧姆定律有?????U1=I1R2,U1′=I2R2,
所以电流表前、后两次示数之比==;
答:电流表前、后两次示数之比为2:1;
(2)依题意,对于图1所示的电路,根据串联电路的分压关系则有==;
解得=;
因为P3=I12R3=2W;??P4=I22R4=2.5W;
所以==,解得=;
比较图1和图2,因电源两端电压不变,所以根据欧姆定律有==,
解得R3=R1;
因为R3=R1,所以在图1所示的串联电路中,P1=P3=2W,又因此时灯L1正常发光,所以灯L1的额定功率为2W.
答:灯L1的额定电功率为2W;
(3)当所有开关全部闭合时,电路如图3所示.此时的总电阻
R总==R1.

由图1可知,
P3=R3==2W,
解得=32W.
所以此时电路消耗的总功率
P总===38.4W.
答:当所有开关全部闭合时,电路消耗的总功率为38.4W.
解析分析:(1)当只闭合开关S、S1时,电路如图1所示,电压表V1测量电阻R2两端的电压;电压表V2测量电阻R1R2两端的电压;当只闭合开关S、S2时,电路如图2所示,根据欧姆定律可求电流表前、后两次示数之比;
(2)根据串联电路电压的关系求出电阻之比;再利用公式P=I2R可求电功率之比;因为灯泡正常发光,从而求出灯泡的额定功率;
(3)当所有开关全部闭合时,电路如图3所示,电阻R3、R4并联,根据并联电路电阻的规律求出并联总电阻;根据公式P=求出电路消耗的总功率.

点评:本题考查电流、功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对电路的分析,明白开关断开与闭合时电路的连接情况.
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