图所示电路中,电源电压一定.闭合开关,当滑动变阻器的滑片P在中点C时,电压表V1的示数为16V,电压表V2的示数为U2,变阻器消耗的功率为16W;当滑动变阻器的滑片P滑到B端时,电压表V2的示数为U2′,变阻器消耗的功率为18W;若U2:U2′=4:5,求:
(1)电阻R1、R2之比;
(2)滑片P在中点C时电流表的示数.
网友回答
解:当滑动变阻器的滑片P在中点C时,等效电路图如图1所示;当滑动变阻器的滑片P滑到B端时,等效电路图如图2所示.
(1)∵P=I2R,且PC=16W,PB=18W,RB=2RC,
∴==()2×=()2×==,
解得:=,
∵I=,U2:U2′=4:5,
∴==×=×=,
整理可得:RC=2R2,
∵电源的电压一定,
∴===,
解得:=;
(2)∵串联电路中各处的电流相等,
∴===,
∴UC=UV1=×16V=8V,
∵P=UI,且PC=16W,
路中的电流即电流表的示数:
I=IC===2A.
答:(1)电阻R1、R2之比为3:1;
(2)滑片P在中点C时电流表的示数为2A.
解析分析:先画出两种情况的等效电路图.
(1)根据P=I2R分别表示出两种情况下滑动变阻器消耗的电功率即可求出两电路在的电流之比,根据欧姆定律表示出两种情况下电压表V2的示数结合电流之比即可求出RC与R2的阻值关系,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出两种情况下电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电阻R1、R2之比;
(2)根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出滑片P在中点C时两端的电压与电压表V1示数的比值,进一步求出滑动变阻器两端的电压,根据P=UI结合此时滑动变阻器消耗的电功率即可求出滑片P在中点C时电流表的示数.
点评:本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式的掌握和运用,分析电路图并画出等效电路图、利用好提供的电压、电功率条件是本题的关键.