如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,R2=30Ω,已知通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示.
求:
(1)R1的阻值;
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.15A,此时R3消耗的功率.
解:(1)从乙图可知,当U1=4V时,I1=0.2A,
∴电阻R1的阻值为:R1==═20Ω.
答:R1的阻值为20Ω.
(2)S1、S2、S3均闭合时,电阻R3短路,电阻R1和R2并联,电流表测干路电流;
∵R2=30Ω,R1=20Ω,
∴电路中的总电阻为:R===12Ω,
而电源电压恒为6V,
∴干路中的总电流,即电流表的示数为:I===0.5A.
答:电流表的示数为0.5A.
(3)S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1断路,电阻R2和R3串联,电流表测电路电流;
∵I2=0.15A,R2=30Ω,
∴电阻R2两端电压为:U2=I2R2=0.15A×30Ω=4.5V,
又∵电源电压恒为6V,
∴电阻R3两端电压为:U3=U-U2=6V-4.5V=1.5V,
而I3=I2=0.15A,
∴电阻R3消耗的功率P3=U3I3=1.5V×0.15A=0.225W.
答:R3消耗的功率为0.225W.
(1)从乙图可知,横坐标对应电压值,纵坐标对应电流值,从图象中,任意找出一组电压值和电流值,根据R=就可以算出电阻.
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电阻R3短路,电阻R1和R2并联,电流表测干路电流(如图一所示),知道电阻R1和R2的阻值,可利用并联电路电阻的特点计算出总电阻,再利用公式I=计算出总电流,即电流表的示数.
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1断路,电阻R2和R3串联,电流表测电路电流(如图二所示),知道电路中的电流和电阻R2的阻值,可利用公式U=IR计算出电阻R2两端的电压,再利用串联电路电压的特点计算出电阻R3两端电压,最后根据P=UI计算出R3消耗的功率.
点评:本题比较复杂,尤其是开关的闭合或断开时电路结构的变化,是中学生出错最多的问题,解此类题目可以先把原图用铅笔画出,开关变化时,把断路和短路的部分用橡皮擦掉,分析剩余的电路,一般就会比较直观明了.
高考物理16大解题技巧: 现在会的、懂的知识不代表以后就不会忘记。要把那些容易忘掉、容易混淆、容易出错的题或者结论及时的归纳整理下来,把一些知识的死角整理到一块。多抓联系、多反思归类、多对比,以备后用。