如图所示,虚线框内有两个阻值不等的电阻R1、R2和一个开关S,两个电阻之和为135欧.当开关s由闭合而断开时,电流表的示数减小0.1安,电路总功率减小0.9瓦.请画出虚线框内所有可能的连接电路,并计算各种可能情况下电源电压U和电阻R1、R2的值.
网友回答
解:两电阻串联时,开关要么控制整个电路,要么与其中的一个电阻并联,如下图1、2、3所示:
(1)图1所示:开关闭合时电路为R1的简单电路,
根据欧姆定律可得,电路中的电流I=,
电路消耗的总功率P=,
开关断开时,两电阻串联,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴此时电路中的电流I′=,
此时电路消耗的总功率P′=,
根据题意可得,I-I′=-=0.1A,
P-P′=-=U(-)=U×0.1A=0.9W,
解得:U=9V;
-=-=0.1A,
解得:R1=54Ω,R2=135Ω-54Ω=81Ω;
(2)同(1)可求图2中U=9V,R1=81Ω,R2=54Ω;
(3)图3开关断开时,电路开路,所以根据题意可得:
==0.1A,解得U=13.5V,
=U×=U×0.1A=0.9W,解得U=9V,
∵电源的电压不变,
∴此种情况不可能;
两电阻并联时,开关要么位于干路,要么位于其中一个支路,如下图所示:
(4)图4开关闭合时两电阻并联,两支路的电流分别为:
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴开关由闭合到断开时,电路中减小的电流为R2支路的电流,即=0.1A,
∵电路的总功率等于各用电器的功率之和,
∴总功率的变化为=0.9W,即U×=U×0.1A=0.9W,
解得:U=9V,
R2===90Ω,
R1=135Ω-90Ω=45Ω;
(5)同(4)可得图5中U=9V,R1=90Ω,R2=45Ω;
(6)图6中开关断开时,电路开路,根据题意可得:
+=0.1A,
+=U×(+)=U×0.1A=0.9W,
解得:U=9V,
+=+=0.1A,
整理可得R12-135R1+12150=0
由数学知识:b2-4ac=1352-4×1×12150=-30375<0
可知,此方程无解,故此种情况不可能.
故