如图所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω.当开关S1、S2同时闭合,变阻器的滑片P滑到a端时,电流表的示数为2A,电阻R1消耗的电功率为12W,电压表的示数为U1;当开关S1闭合、S2断开,变阻器的滑片P滑到b端时,电压表的示数为U2,电阻R2消耗的电功率为P2.知U1:U2=2:1.求:
(1)电阻R2为多少欧?
(2)电源电压U为多少伏?
(3)电阻R2消耗的电功率P2为多少瓦?
网友回答
解:(1)开关S1、S2同时闭合,变阻器的滑片P滑到a端时的等效电路图如图1所示,
电阻R1两端的电压U1===6V,电源电压U=U1=6V,电阻R1的阻值R1===3Ω;
答:电源电压是6V.
(2)开关S1闭合,S2断开,变阻器的滑片P滑到b端时的等效电路图如图2所示,
因为U1:U2=2:1,U1=6V,所以U2=3V,电路电流I2===0.2A,
电阻R2两端的电压U2=U-U1=6V-3V=3V,电阻R2的阻值R2===15Ω;
答:电阻R2的阻值是15Ω.
(3)电阻R2消耗的电功率P2=U2I2=3V×0.2A=0.6W;
答:电阻R2消耗的电功率是0.6W.
解析分析:(1)分析电路图,作出开关S1、S2同时闭合,变阻器的滑片P滑到a端时的等效电路图;
由功率的变形公式求出电压U1,进一步求出电源电压U,由欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(2)分析电路图,作出开关S1闭合,S2断开,变阻器的滑片P滑到b端时的等效电路图;
根据U1:U2=2:1求出电压U2,然后由欧姆定律求出电路电流;由串联电路的特点求出电阻
R2两端的电压,由欧姆定律求出电阻R2阻值;
(3)由功率公式P=I2R求出电阻R2消耗的功率.
点评:本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目,难度较大.在解题过程中,注意电路的分析,根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图,同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系,结合题目中给出的已知条件进行解决.