图所示的电路中,电源两端的电压不变.闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,电压表的示数为10V,电流表示数为I1,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P1;当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表的示数为12V,电流表示数为I2,电阻R1与滑动变阻器消耗的电功率之和为P2.已知:P1:P2=25:18,R1:R2=1:2.求:
(1)电流I1与I2的比值;
(2)电阻RA与RB的比值;
(3)电源两端的电压U.
网友回答
解:当滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,等效电路如图甲所示;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,等效电路如图乙所示;
(1)根据电路图甲和乙,利用功率公式得:
P1=U1I1,P2=U2I2,
又∵P1:P2=25:18,
∴===,
解得:=;
(2)根据欧姆定律可得:
U1=I1(R1+RA),U2=I2(R1+RB),
∴===,
解得:R1+2RA=RB-------------①
由电源两端电压不变可知:
I1(R1+RA+R2)=I2(R1+RB+R2),
整理得:2R1+5RA+2R2=3RB-------------②
又根据已知得:=--------------③
由①②③式得:RA=3R1-----------④
将④代入①式解得:=.???????????????????????????
(3)由图甲知:
=,
将③④和U1=10V代入上式即可解得:U=15V.
答:(1)电流I1与I2的比值为5:3;
(2)电阻RA与RB的比值3:7;
(3)电源两端的电压U为15V.
解析分析:(1)由电路分析可知,三个电阻串联,先画出三个电阻所在的简单电路图;题目中已知两种情况下,R1及滑动变阻器的总电压,由功率的比值,列出功率关系,则可得出电流之比.
(2)再由题目中电压关系和欧姆定律表达式,则可求得R1、RA及RB的关系式;由总电压不变可得出三个电阻与R2的关系,由R1和R2的关系可得出RA及RB的关系.
(3)由图甲可得总电压与U1的关系可以用电阻表示,则由前面中求出的电阻关系代入,求得总电压.
点评:本题考查了功率公式及欧姆定律,首先根据电路的不同变化画出等效电路图,是解决本题的有效途径之一,这是我们在平时的解题当中应该加强的.同时,本题多为对比值的求解,要求我们对电路的分析、公式的运用都要相当熟练,而且一定要保证各个物理量的对应性,做到思路清晰.