题目内容
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(1)R2的阻值
(2)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片置于A端时,通电10s电路产生的总热量.
分析:先画出四种情况的等效电路图:
(1)由图2可知电压表测电源的电压,根据并联电路的电压特点和P=
求出图3中R1的阻值,再根据P=
和P1:P2=1:4求出图1中电压表的示数和电源电压之间的关系,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1与R2的阻值关系即可求出R3的阻值,根据并联电路各支路独立工作、互不影响可知图2和图3中通过R1的电流相等,利用并联电路的电流特点和I1:I2=3:5求出图3中通过R1的电流与通过滑动变阻器的电流关系,利用并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出R1与R2的关系,进一步求出R2的阻值;
(2)根据并联电路的电压特点和Q=W=
t分别求出图4中三电阻产生总热量,三者之和即为通电10s电路产生的总热量.
(1)由图2可知电压表测电源的电压,根据并联电路的电压特点和P=
U2 |
R |
U2 |
R |
(2)根据并联电路的电压特点和Q=W=
U2 |
R |
解答:解:
当闭合S、断开S1、S2,滑动变阻器的滑片在B端时,等效电路如图1所示;
当闭合S、S2、断开S1,滑动变阻器的滑片在B端时,等效电路如图2所示;
当S、S1、S2均闭合,滑动变阻器滑片在中点时,等效电路如图3所示;
当S、S1、S2均闭合,滑动变阻器滑片在A端时,等效电路如图4所示;
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201306/74/a7985c81.png)
(1)由图2可知,电源的电压U=U2=12V,
在图3中,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且R1消耗的电功率P3=7.2W,
∴根据P=
可得,
R1=
=
=20Ω,
在图1和图2中,
∵P1:P2=1:4,
∴
=
=
=
,
解得:
=
,
在图1中,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴
=
=
=
,
解得:R3=R1=20Ω,
在图3中,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,且I1:I2=3:5,
∴
=
=
=
,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴U=I1R1=I2′×
R2,
即R2=
=2×
×20Ω=60Ω;
(2)在图4中,通电10s电路产生的总热量:
Q=W=(
+
+
)t=(
+
+
)×10s=168J.
答:(1)R2的阻值为60Ω;
(2)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片置于A端时,通电10s电路产生的总热量为168J.
当闭合S、断开S1、S2,滑动变阻器的滑片在B端时,等效电路如图1所示;
当闭合S、S2、断开S1,滑动变阻器的滑片在B端时,等效电路如图2所示;
当S、S1、S2均闭合,滑动变阻器滑片在中点时,等效电路如图3所示;
当S、S1、S2均闭合,滑动变阻器滑片在A端时,等效电路如图4所示;
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201306/74/a7985c81.png)
(1)由图2可知,电源的电压U=U2=12V,
在图3中,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且R1消耗的电功率P3=7.2W,
∴根据P=
U2 |
R |
R1=
U2 |
P3 |
(12V)2 |
7.2W |
在图1和图2中,
∵P1:P2=1:4,
∴
P1 |
P2 |
| ||
|
U21 |
U2 |
1 |
4 |
解得:
U1 |
U |
1 |
2 |
在图1中,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴
U1 |
U |
IR1 |
I(R1+R2) |
R1 |
R1+R2 |
1 |
2 |
解得:R3=R1=20Ω,
在图3中,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,且I1:I2=3:5,
∴
I1 |
I′2 |
I1 |
I2-I 1 |
3 |
5-3 |
3 |
2 |
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴U=I1R1=I2′×
1 |
2 |
即R2=
2I1R1 |
I′2 |
3 |
2 |
(2)在图4中,通电10s电路产生的总热量:
Q=W=(
U2 |
R1 |
U2 |
R2 |
U2 |
R3 |
(12V)2 |
20Ω |
(12V)2 |
60Ω |
(12V)2 |
20Ω |
答:(1)R2的阻值为60Ω;
(2)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片置于A端时,通电10s电路产生的总热量为168J.
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,关键是画出四种情况的等效电路图,难点是根据电流关系、电压关系和电功率之间的关系得出三电阻之间的关系.
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