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物理必考如图所示.电源两端电压不变.开关S1处于闭合状态.当闭合开关

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

如图所示,电源两端电压不变,开关S1处于闭合状态.当闭合开关S2,滑动变阻器的滑片P在A位置时,电压表V1的示数为U1,电压表V3的示数为UA,滑动变阻器的功率为8W;保持开关S2处于闭合状态,滑动变阻器的滑片P在B位置时,电压表V3的示数为UB;保持滑动变阻器滑片在B位置,断开开关S2时,电压表V1的示数为U1′且U1=1.2V,电压表V2的示数为U2,电阻R2的功率为P2,电压表V3的示数为UB′且UB=6V.已知U1:UB=2:5,UA:U2=5:3.AbN物理好资源网(原物理ok网)

求:(1)电阻R2的功率P2AbN物理好资源网(原物理ok网)

(2)电源两端的电压.

试题答案

解:当闭合开关S2,滑动变阻器的滑片P在A位置时,等效电路图如甲图所示;AbN物理好资源网(原物理ok网)

保持开关S2处于闭合状态,滑动变阻器的滑片P在B位置时,等效电路图如乙图所示;AbN物理好资源网(原物理ok网)

保持滑动变阻器滑片在B位置,断开开关S2时,等效电路图如丙图所示;AbN物理好资源网(原物理ok网)

已知:U1:UB=2:5,UA:U2=5:3,U1′=1.2V,UB′=6V;AbN物理好资源网(原物理ok网)

由图丙可知:1.2V=I3R1,6V=I3RBAbN物理好资源网(原物理ok网)

即=AbN物理好资源网(原物理ok网)

设R1=R0,则RB=5R0AbN物理好资源网(原物理ok网)

由图甲和图乙可知:U1=I1R1,UB=I2RBAbN物理好资源网(原物理ok网)

即=×=×=,AbN物理好资源网(原物理ok网)

因电源的电压不变,AbN物理好资源网(原物理ok网)

所以2(R1+RA)=R1+RB AbN物理好资源网(原物理ok网)

解得:RA=2R0AbN物理好资源网(原物理ok网)

由甲图可知:===,AbN物理好资源网(原物理ok网)

设U1=U0,UA=2U0,则电源的电压为U=3U0AbN物理好资源网(原物理ok网)

因为 所以AbN物理好资源网(原物理ok网)

因为 ,U=3U0AbN物理好资源网(原物理ok网)

图丙由串联电路的电压特点可知:3U0=U1′+U2+UBAbN物理好资源网(原物理ok网)

所以 ,,AbN物理好资源网(原物理ok网)

所以,即,R2=4R0AbN物理好资源网(原物理ok网)

因电源的电压不变,AbN物理好资源网(原物理ok网)

所以由甲、丙两图可得:,AbN物理好资源网(原物理ok网)

因I12RA=8W,P2=I32R2AbN物理好资源网(原物理ok网)

所以P2=1.44W,AbN物理好资源网(原物理ok网)

由丙图可知电源的电压为:AbN物理好资源网(原物理ok网)

U=I3R=(R1+R2+RB)=12V.AbN物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

先画出各状态等效电路图;由图丙和已知条件求出R1、RB两电阻之间的关系,根据欧姆定律和甲、乙两图中电压表U1、UB的示数求出两种情况下电路中的电流关系,再根据电源的电压不变求出电阻RA和R0之间的关系;根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合甲图可知电阻R1、滑动变阻器RA两端的电压以及电源电压之间的关系;再利用串联电路的电压特点和欧姆定律结合丙图求出电阻R2和R1之间的关系,从而再根据电源的电压不变求出甲、丙两图电路中电流的关系,结合已知利用P=I2R求出电阻R2的功率P2,最后利用串联电路电阻的分压特点结合丙图求出电源的电压.AbN物理好资源网(原物理ok网)

点评:此题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目.在解题过程中,注意电路的分析,根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图,同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系,结合题目中给出的已知条件进行解决.AbN物理好资源网(原物理ok网)

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