如图所示电路,电源电压恒定,电流表A1的示数为3.0安,电流表A2?的示数为1.0安,电压表V的示数为4.0伏;当三个电阻中,其中某一个电阻发生了故障,则电压V的示数

发布时间:2020-07-29 05:53:07

如图所示电路,电源电压恒定,电流表A1的示数为3.0安,电流表A2?的示数为1.0安,电压表V的示数为4.0伏;当三个电阻中,其中某一个电阻发生了故障,则电压V的示数变为8伏,电流表A1、A2?的示数相等且不为零.
求(1)哪一个电阻发生何种故障?
(2)发生故障后电阻R3消耗的电功率为多少瓦?

网友回答

解:等效电路图如图所示:

(1)由电路图可知,R1与R2并联后与R3串联,A1测干路电流,A2测通过R2的电流,电压表测并联部分的电压;
①若电阻R3断路,则电压表无示数;若电阻R3短路,则两电流表的示数不相等.
②若电阻R1短路,则电压表无示数;若电阻R1断路,则两电流表的示数相等.
③电阻R2断路,则电流表A2无示数;若电阻R2短路,则电压表无示数.
故电路故障为:电阻R1发生断路.??????????????????????????
(2)电阻发生故障前U1=U2=4V,I3=3.0A,I2=1.0A,
R2===4Ω,
电阻发生故障后U'2=8V,
电路中的电流I3′=I2′===2A,
因电源的电压不变,
所以,电源的电压U总=U2+I3R3=U'2+I'3R3,
即:4V+3A×R3=8V+2A×R3,
解得:R3=4Ω,
发生故障后电阻R3消耗的电功率:
P3=I'32R3=(2A)2×4Ω=16W.
答:(1)电阻R1发生断路故障;
(2)发生故障后电阻R3消耗的电功率为16W.

解析分析:(1)先画出等效电路图,电路故障要么是电阻断路、要么是电阻短路,结合电压表和电流表的示数变化判断电路故障.(2)先根据欧姆定律结合发生故障前电表的示数求出R2的阻值,再根据欧姆定律结合发生故障后电压表的示数求出串联电路的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律结合电源的电压不变求出R3的阻值,最后根据P=I2R求出发生故障后电阻R3消耗的电功率

点评:本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,还涉及到了电路故障的判断等,综合性强,难度较大.
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