题目内容
在如图所示的电路中,甲、乙两电表可能同是电流表,也可能同是电压表.已知当开关S断开时,两灯均发光,此时甲、乙两电表的示数之比为2:3.若将甲、乙两电表同时换成另一种电表,开关S闭合后两灯仍均发光,则此时甲、乙两电表的示数之比及灯泡L1和L2消耗的功率之比分别为(不计温度对灯丝电阻的影响)( )
A、3:1,2:1 | B、3:1,3:1 | C、1:3,1:3 | D、1:3,3:2 |
分析:当S断开时,两表全是电流表两灯泡才能发光,并且两电灯并联,甲表测流过L2的电流,乙表测总电流,则由欧姆定律可求得两电阻之比;当S闭合,两表全是电压表时,两电阻串联,甲测总电压,乙测R2两端的电压,则由串联电路的电流特点可知电流相等,则由欧姆定律可先求得两电阻两端的电压之比,再由串联电路的电压特点可知两电表的示数之比;根据公式P=UI和串联电路电流相等可知:串联电路各用电器电功率的比等于电压的比.
解答:解:当S断开两表全为电流表时两电阻并联,则甲表测量流过R2的电流,乙表测量总电流;
设甲表中电流为I甲=2I,则由题意可知乙表中电流为I乙=3I,
则由并联电路的电流特点可知,流过R1中的电流I1=I乙-I甲=I;
则可得:
=
;
由欧姆定律I=
可得:
=
=
;
当S闭合两电表全是电压表时,两电阻串联,则流过两电阻的电流相等;
则由欧姆定律可得,两电阻两端的电压之比:
=
=
;
由图可知电压表甲测量总电压,电压表乙测量R2两端的电压,故U甲=U1+U2,U乙=U2;
故两电表示数之比
=
=
,
在串联电路中电功率之比等于两灯泡电压之比:
=
=
故选A.
设甲表中电流为I甲=2I,则由题意可知乙表中电流为I乙=3I,
则由并联电路的电流特点可知,流过R1中的电流I1=I乙-I甲=I;
则可得:
I1 |
I2 |
1 |
2 |
由欧姆定律I=
U |
R |
R1 |
R2 |
I2 |
I1 |
2 |
1 |
当S闭合两电表全是电压表时,两电阻串联,则流过两电阻的电流相等;
则由欧姆定律可得,两电阻两端的电压之比:
U1 |
U2 |
R1 |
R2 |
2 |
1 |
由图可知电压表甲测量总电压,电压表乙测量R2两端的电压,故U甲=U1+U2,U乙=U2;
故两电表示数之比
U甲 |
U乙 |
U1+ U2 |
U2 |
3 |
1 |
在串联电路中电功率之比等于两灯泡电压之比:
P1 |
P2 |
U1 |
U2 |
2 |
1 |
故选A.
点评:在电路中电流表可看成是导线没有电阻,而电压表则看作是断路,则可以明确电路的结构;初中阶段只要求简单的串并联电路,极少出现复杂的混合电路.
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