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如图所示电路 R1 R2为定值电阻 R3为滑动变阻器 电源两端电压保持不变.当三个开关

时间:2021-05-18 15:10:54

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如图所示电路 R1 R2为定值电阻 R3为滑动变阻器 电源两端电压保持不变.当三个开关

问题补充:

如图所示电路,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,电源两端电压保持不变.当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片P位于a端时,三个电阻中的电流分别为I1、I2和I3,电流表的示数为Ia,滑动变阻器的功率是P3a;当开关S1闭合,S2、S3断开,滑动变阻器的滑片P位于c端时,电压表的示数是9V,电流表的示数为Ic,滑动变阻器的功率是P3c;当开关S1闭合,S2、S3断开,滑动变阻器的滑片P位于b端时,电压表的示数是8V,电流表的示数为Ib.已知:I1:I2=2:1,I1:I3=3:1,Ib-Ic=0.1A.

求:(1)定值电阻R1和R2的比值及R2的阻值;

(2)滑动变阻器的功率P3a和P3c;

(3)电流表的示数为Ia.

答案:

解:当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片P位于a端时,等效电路图如图1所示;

当开关S1闭合,S2、S3断开,滑动变阻器的滑片P位于c端时,等效电路图如图2所示;

当开关S1闭合,S2、S3断开,滑动变阻器的滑片P位于b端时,等效电路图如图3所示.

(1)图1中三电阻并联,电压相同,

∵I=,且I1:I2=2:1,I1:I3=3:1,

∴===,===,

即R2=2R1,R3a=3R1,

图3中,R1和R3串联,通过两电阻的电流相等,

∴===,

∴U1′=U2′=×8V=4V,

∵串联电路中总电压等于各分电压之和,

∴U=U1′+U2′=4V+8V=12V,

图2中,

R1两端的电压:

U1=U-Uc=12V-9V=3V,

∵===,

∴U2=2U1=2×3V=6V,

则U2c=U-U1-U2=12V-3V-6V=3V,====,

∵Ib-Ic=0.1A,

∴-=-=0.1A,

解得:

R3c=10Ω,R3a=30Ω,R1=10Ω,R2=20Ω,;

(2)图1和图2中,

∵P=,

∴P3a===4.8W,P3c===0.9W;

(3)图1中,

∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,

∴Ia=I1+I2+I3=++=++=2.2A.

答:(1)定值电阻R1和R2的比值为1:2,R2的阻值为20Ω;

(2)滑动变阻器的功率P3a和P3c分别为4.8W、0.9W;

(3)电流表的示数为Ia为2.2A.

解析分析:先画出三种情况的等效电路图:

(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律结合图1中各支路的电流关系求出电阻关系,根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合电阻关系求出图3中R1两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,根据串联电路的分压特点分别求出图2中三电阻的两端的电压以及R2与R3c电阻之间的关系,根据电阻的串联和欧姆定律分别表示出图2和图3的电流结合Ib-Ic=0.1A得出等式,即可求出R3c的阻值,进一步求出各电阻的阻值;

(2)根据P=分别求出滑动变阻器的功率P3a和P3c;

(3)根据并联电路的电压特点和欧姆定律分别表示出图1中各支路的电流,利用并联电路的电流特点求出电流表的示数为Ia.

点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,画出等效电路图和利用好题中所给的条件是关键,解答此类问题时,可将每一种情况中的已知量和未知量都找出来,仔细分析找出各情况中的关联,即可列出等式求解.

如图所示电路 R1 R2为定值电阻 R3为滑动变阻器 电源两端电压保持不变.当三个开关都闭合 滑动变阻器的滑片P位于a端时 三个电阻中的电流分别为I1 I2和I3 电

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