题目内容
①Rx=?
②在只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下,Rx消耗的功率之比.
分析:①只闭合K1时,电阻R1与Rx串联,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律表示出电路中的电流,再根据公式P=I2R表示出知道R1的电功率.当K1、K2都闭合时,R1、R2并联后与Rx串联,首先根据并联电路电阻的特点计算出并联部分的电阻,再根据串联电路电阻的特点计算出电路中的总电阻,根据欧姆定律表示出电路中的电流,最后再根据公式P=I2R表示出R1与R2并联产生的电功率;根据题意联立等式即可求出Rx.
②根据公式P=I2R表示出只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下Rx消耗的功率,再结合Rx的阻值即可得出答案.
②根据公式P=I2R表示出只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下Rx消耗的功率,再结合Rx的阻值即可得出答案.
解答:解:
①只闭合K1时,电阻R1与Rx串联,如图1所示:


此时电路中的总电阻为:R=R1+RX=R0+RX,而电源电压为U,
∴此时电路中的电流为:I1=
=
,
则电阻R1的电功率为;P1=I12R1=(
)2R0.
当K1、K2都闭合时,R1、R2并联后与Rx串联,如图2所示:


电阻R1、R2并联后当电阻为:R并=
=
=
,
则此时电路中的总电阻为:R串=R并+RX=
+RX,
此时电路中的电流为;I2=
=
,
∴电阻R1与R2并联产生的电功率为:P并=I22R并=(
)2
,
从题可知,P1=P并,
即:=(
)2R0=(
)2
,
解得:RX=
R0.
②在图1状态下,Rx消耗的功率为:PX1=I12RX=(
)2RX,
在图2状态下,Rx消耗的功率为:PX2=I22RX=(
)2RX,
而RX=
R0,
∴
=
=
.
答:①Rx的阻值为
R0.
②在只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下,Rx消耗的功率之比为1:2.
①只闭合K1时,电阻R1与Rx串联,如图1所示:
此时电路中的总电阻为:R=R1+RX=R0+RX,而电源电压为U,
∴此时电路中的电流为:I1=
| U |
| R |
| U |
| R0+RX |
则电阻R1的电功率为;P1=I12R1=(
| U |
| R0+RX |
当K1、K2都闭合时,R1、R2并联后与Rx串联,如图2所示:
电阻R1、R2并联后当电阻为:R并=
| R1?R2 |
| R1+R2 |
| R0?R0 |
| 2R0 |
| R0 |
| 2 |
则此时电路中的总电阻为:R串=R并+RX=
| R0 |
| 2 |
此时电路中的电流为;I2=
| U |
| R串 |
| U | ||
|
∴电阻R1与R2并联产生的电功率为:P并=I22R并=(
| U | ||
|
| R0 |
| 2 |
从题可知,P1=P并,
即:=(
| U |
| R0+RX |
| U | ||
|
| R0 |
| 2 |
解得:RX=
| ||
| 2 |
②在图1状态下,Rx消耗的功率为:PX1=I12RX=(
| U |
| R0+RX |
在图2状态下,Rx消耗的功率为:PX2=I22RX=(
| U | ||
|
而RX=
| ||
| 2 |
∴
| PX1 |
| PX2 |
(
| ||||
(
|
| 1 |
| 2 |
答:①Rx的阻值为
| ||
| 2 |
②在只闭合K1和K1、K2都闭合两种工作状态下,Rx消耗的功率之比为1:2.
点评:本题考查了并联电路的电阻特点和串联电路电阻的特点,关键是开关、闭合时电路串、并联的辨别.本题考查了电功率公式的计算和欧姆定律公式的计算,弄清串、并联电路中电流、电压及电阻的关系是解本题的关键,难度较大.
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