如图所示,电源两端电压不变,电阻R1=4Ω.当只闭合开关S、S2、S3时,电流表示数为I1.当只闭合当开关S、S3时,电压表V2的示数为12V.当只闭合开关S时,电流表示数为I3,电压表V1的示数为4V.I1:I3=5:1.求:只闭合开关S时电阻R3的电功率P3?
网友回答
(1)只闭合开关S、S2、S3,只闭合开关S、S3,只闭合开关S时的等效电路图如图所示.
(2)设电源电压为U,图1知:U=I1R1,由图3知:U=I3(R1+R2+R3),则I1R1=I3(R1+R2+R3)?? ①,
由题意知:=? ②,由①②解得:4R1=R2+R3 ③,
(3)只闭合开关S时,如图3所示,===????? ④,
由题意知:U1′=4V???????? ⑤,由④⑤解得:U23=16V,
则电源电压U=U1′+U23=4V+16V=20V.
(4)只闭合开关S、S3时,U1=U-U2=20V-12V=8V,====,
已知R1=4Ω,4R1=R2+R3,所以R2=6Ω,R3=10Ω.
(5)只闭合开关S时等效电路图如图3所示,电路电流I3===1A,
电阻R3的电功率P3=I32R3=(1A)2×10Ω=10W.
答:只闭合开关S时电阻R3的电功率是10W.
解析分析:(1)分析电路结构,画出只闭合开关S、S2、S3,只闭合开关S、S3,只闭合开关S三种情况下的等效电路图;
(2)根据欧姆定律、串联电路的特点列方程,求出电阻R1与R2和R3间的关系;
(3)只闭合开关S时,由串联电路特点、欧姆定律求出电源电压;
(4)只闭合开关S、S3,由串联电路特点及欧姆定律求出电阻R1、R2、R3的阻值;
(5)由欧姆定律求出只闭合开关S时的电路电流,由功率公式P=I2R求出电阻R3的功率.
点评:本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式,电路结构较复杂,计算量大,是一道难题;
根据电路图画出各种情况下的等效电路图是正确解题的前提;灵活应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键.