在如图所示的电路中,电阻R1=10欧姆,R2=4欧姆,R3=6欧姆,R4=3欧姆,电压U=12伏特,且保持不变.如在a、b间接一电阻,使流过R3的电流为零,则R的阻值为________;如在a、b间接一电压表,其读数为________伏特:如在a、b间接一电流表,其读数为________安培.(电压表、电流表的内阻对电路的影响可以忽略)
1.2Ω 9 3.33
(1)要使通过R3的电流为零时,则必有R1、R2两端的电压相等;根据串联电路特点和并联电路特点,以及欧姆定律分别求出R1、R2两端的电压,然后列出等式即可求出R的阻值.
(2)由电路图可知,R2、R3串联后与R1并联,再与R4串联,电压表测R3、R4两端的电压值和;根据电阻的串联和电阻的并联特点求出电路的总电阻,根据欧姆定律求出R4两端的电压、R2、R3串联电路两端的电压,再根据串联电路特点和欧姆定律求出R3两端的电压,即可求出电压表的示数.
(3)由电路图可知,R3、R4并联后与R1串联,再与R2并联,电流表测通过R2、R3电流之和;根据电阻的串联和电阻的并联特点求出左侧支路的总电阻,根据欧姆定律求出该支路干路电流、R3两端的电压以及通过R3的电流、R2的电流,即可求出电流表的示数.
解答:(1)R1、R2串联后的总电阻为R左串=R1+R4=10Ω+3Ω=13Ω;
电路中的电流为I左==A,
电阻R1分得的电压为U1=I左×R1=A×10Ω=V,
R2、R串联后的总电阻为R右串=R2+R=4Ω+R;
电路中的电流为I右==,
电阻R2分得的电压为U2=I右×R2=×4Ω,
通过R3的电流为零时,R1、R2两端的电压相等;
即:V=×4Ω,
解之得:R=1.2Ω.
(2)R2、R3串联后电阻为R串=R2+R3=4Ω+6Ω=10Ω,
R串与R1并联后电阻为R分===5Ω,
再与R4串联后总电阻为R总=R分+R4=5Ω+3Ω=8Ω,
此时电路电流I总===1.5A,
R4两端的电压U4=I总R4=1.5A×3Ω=4.5V,
所以R2、R3串联后两端的电压为U串=U-U4=12V-4.5V=7.5V,
R2、R3串联后电流I分===0.75A,
R3两端的电压为U3=I分R3=0.75A×6Ω=4.5V,
电阻R3、R4两端的电压之和也就是电压表的示数U分=U3+U4=4.5V+4.5V=9V.
(3)通过电阻R2的电流I2===3A,
R3、R4并联后电阻为R并===2Ω,
再与R1串联后总电阻为R串=R1+R并=10Ω+2Ω=12Ω,
此时这段电路的电流为I1===1A,
所以通过通过R1的电流为1A,R3两端的电压为U3=I1R并=1A×2Ω=2V,
通过R3的电流为I3==≈0.33A,
所以电流表的示数为I=I2+I3=3A+0.33A=3.33A.
答:1.2Ω;9;3.33.
点评:本题考查了串联电路和并联电路特点,以及欧姆定律的计算;关键是混联电路各电阻之间串并联电路的识别和电压表、电流表的正确使用;难点是a、b间接电阻时,只有当R1、R2两端的电压相等时,通过R3的电流为零.