如图所示,电源电压保持不变.滑动变阻器R0的滑片位于右端,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为I,电阻R1消耗的电功率P1=2W;当开关S1断开、S2闭合时,电流表的示数为I′,电阻R2消耗的功率为P2=2W.若I:I′=2:1.求:
(1)R0和R2的比值;
(2)开关S1断开、S2闭合,滑片位R0中点时,电路消耗的总功率.
网友回答
解:S1闭合、S2断开时,R0和R1串联;
电路中的电流为:
I=---------------------------①
R1消耗的电功率为:
P1=I2R1=()2R1=2W-----------②
当S1断开、S2闭合时,R0和R2串联;
电路中的电流为:
I′=-----------------------③
R2消耗的功率为:
P2=I′2R2=()2R2=2W--------④
由①③两式和I:I′=2:1,得:
R1:R2=1:4--------------------------⑤
由②④⑤式可得:
R0:R2=1:2
(2)开关S1断开、S2闭合时,R0和R2串联,
电路中的电流为:
I″=,
则I″:I′=:=6:5,
==()2×=,
所以P″=P2=×2W=3.6W.
答:(1)R0和R2的比值为1:2;
(2)开关S1断开、S2闭合,滑片位R0中点时电路消耗的总功率为3.6W.
解析分析:(1)根据欧姆定律和电功率公式分别求出两种情况下的电流、电阻消耗的功率,再根据已知条件求出R0和R2的比值;(2)开关S1断开、S2闭合,滑片位R0中点时,根据欧姆定律求出电路中电流,再求出其和滑动变阻器R0的滑片位于右端时电路的电流之比,从而根据电阻R2消耗的功率和此时总功率之比求出电路消耗的总功率.
点评:本题考查了欧姆定律的计算和电功率公式的灵活应用,关键是利用比值法进行求解和明白开关的通断对电路的影响.