如图所示,只闭合S2和S3后,电流表有一定示数,电压表没有示数;再闭合S1,电流表的示数增大0.5A,电压表开始有示数;断开S2和S3,只闭合Sl,电压表的示数为刚才的1/4;求
(1)Rl:R3为多少
(2)若R2=20Ω,当电路中只闭合S2时电流表示数为O.1A,根据上述条件,求R3.
解:只闭合S2、S3,R1不连入,R3被短路,电路中只有R2,如甲图所示;
再闭合S1,R1、R2并联,如乙图所示,和甲图比较,电流表增大的值为通过通过R1的电流值,即I1=0.5A,
根据欧姆定律得:
U=I1R1=0.5A×R1,-------------------------①
只闭合S1,R1、R3串联,如丙图所示,由题知,R1两端的电压与刚才电压(电源电压)之间的关系,
即:U1=U,
∵R1、R3串联,
∴U3=U,
∴U1:U3=R1:R3=1:3;------------------------②
只闭合S2,R2、R3串联,如图所示,
根据欧姆定律可得:
U=I(R2+R3)=0.1A×(20Ω+R3),---------------------------------③
由①②得:
U=I1R1=0.5A×R1=0.5A×R3,------------------------------④
联立③④解得:
R3=30Ω.
答:(1)Rl:R3为1:3;
(2)R3为30Ω.
分析电路图,画出等效电路图:
只闭合S2、S3,R1不连入,R3被短路,电路中只有R2;
再闭合S1,R1、R2并联,电流表增大的值为通过通过R1的电流值,即I1=0.5A,电压表测量电源电压,可得一个关于电源电压和电阻R1的方程,U=I1R1;----①
只闭合S1,R1、R3串联,由题知,R1两端的电压与刚才电压(电源电压)之间的关系,根据欧姆定律和串联电路的电压关系可得电阻R1和R3的阻值大小关系;-----②
只闭合S2,R2、R3串联,已知R2的阻值,可得关于电源电压和电阻R3的一个方程U=I(R2+R3),------③
将以上关系联立,解方程组解得R3的大小.
点评:本题考查了学生对欧姆定律和电阻串联并联特点的掌握和运用,能分析电路图画出四种情况下的等效电路图是本题的关键.
技巧学习——物理杠杆:物理规律是人们通过长期努力从生活实践中总结出来的重要结论,必须深入领会,加强理解,为了帮助记忆,可以通过口诀方式归纳记忆。