Question

圖中，電阻R₁與R₄阻值相等，電阻R₂與R₃阻值相等．當(dāng)把A、D兩個(gè)接線端接在電壓為U的電源兩端時(shí)，電壓表的示數(shù)U₅=5V，電阻R₁的功率P₁=1W．當(dāng)把B、C兩個(gè)接線端接在電壓為2U的電源兩端時(shí)，電壓表的示數(shù)U₅'=7.5V，電阻R₂的功率P₂=4W．則下列選項(xiàng)正確的是（ ）

A．U=9V
B．R₂：R₅=3：2
C．前后兩次通過電阻R₅的電流之比I₁：I₂=3：2
D．當(dāng)把B，C兩個(gè)接線端接在電壓為2U的電源兩端時(shí)，電阻R₅消耗的功率P₅'=6W

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)歐姆定律和P=I²R分別表示出電源的電壓和電壓表的示數(shù)以及相應(yīng)電阻消耗的電功率，然后根據(jù)兩電壓表的示數(shù)關(guān)系求出兩次通過電阻R₅的電流之比；根據(jù)電阻消耗的電功率和電流關(guān)系求出R₁、R₂之間的關(guān)系，根據(jù)電源的電壓和電阻、電流之間的關(guān)系求出R₂、R₅之間的關(guān)系，再根據(jù)電阻關(guān)系和電壓表的示數(shù)求出電源的電壓，最后根據(jù)電阻R₂的功率和P=I²R求出電阻R₅消耗的功率P₅'．
解答：解：當(dāng)把A、D兩個(gè)接線端接在電壓為U的電源兩端時(shí)，R₁、R₄、R₅串聯(lián)，則：
U=I₁（R₁+R₄+R₅）---------①
U₅=I₁R₅=5V-------------②
P₁=I₁²R₁=1W-----------③
當(dāng)把B、C兩個(gè)接線端接在電壓為2U的電源兩端時(shí)，R₂、R₃、R₅串聯(lián)，則：
2U=I₂（R₂+R₃+R₅）---------④
U₅′=I₂R₅=7.5V-------------⑤
P₂=I₂²R₂=4W-----------⑥
P₅′=I₂²R₅-----------⑦
由②⑤兩式可得：=------⑧
由③⑥⑧式可得：=---⑨
由①④⑧⑨和R₁=R₄、R₂=R₃得：=------⑩
由④⑤⑩式可得：U=8.75V；
由⑥⑦⑩可得：P₅′=P₂=×4W=6W．
故選D．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路大的規(guī)律和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活應(yīng)用，難點(diǎn)是利用比之關(guān)系求出各電阻之間的關(guān)系并能進(jìn)一步的求解．