解答题如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当变阻器滑片P在中点a处时,电流表读数为0.6?A;当滑片P在b端时,电压表读数为5?V,电流表读数为0.5?A,请根据测得的数据计算出前后两次在电阻R1上消耗的功率.
网友回答
解:当滑片P在b端时,R1和R2串联,R2全部连入电路,
∵U2=5V,Ib=0.5A,
∴R2===10Ω,
此时电路中的总电阻为:R=R1+R2=R1+10Ω,
因此电源电压为:U=IbR=0.5A×(R1+10Ω)①;
又∵当变阻器滑片P在中点a处时,
R1和R2串联,Ia=0.6A,
R2的一半Ra连入电路,Ra===5Ω,
∴此时电路中的总电阻为:R总==,
因此R1的阻值为:R1=R总-Ra=-5Ω②,
把①式代入②得:R1=-5Ω=-5Ω,
解方程得:R1=20Ω;
当滑片P在b端时,电阻R1消耗的功率为:P1=Ib2R1=(0.5A)2×20Ω=5W,
当滑片P在a端时,电阻R1消耗的功率为:P1=Ia2R1=(0.6A)2×20Ω=7.2W.
答:前后两次在电阻R1上消耗的功率分别为:7.2W,5W.解析分析:当滑片P在b端时,R1和R2串联,R2全部连入电路,电压表测量的是R2两端的电压,电流表测量的是整个电路中的电流,可利用公式R2=计算R2的电阻,同时可利用公式R=R1+R2计算电路中的总电阻,再利用公式U=IR计算电源电压;当变阻器滑片P在中点a处时,R1和R2串联,R2的一半Ra连入电路,电流表测量的是整个电路中的电流,可利用公式R总=计算电阻,再根据串联电路电阻的关系,计算出R1的阻值,最后利用公式P=I2R1计算出前后两次电阻R1上消耗的功率.点评:分析电路图时,先简化电路,本题综合性较强,考查的内容较多,会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串联电路的电压规律,电流规律,电阻规律.