Question

在如圖所示的電路中，電源兩端電壓不變．只閉合開關(guān)S時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)為U₁，電壓表V₂的示數(shù)為U₂，電流表示數(shù)為I₁，電阻R₁的功率為5W；當(dāng)只閉合開關(guān)S、S₁時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)為U₁'，電壓表V₂的示數(shù)為U₂'，電流表示數(shù)為I₂．已知：8U₁=5U₁'，2U₂=5U₂'．求：當(dāng)只閉合開關(guān)S、S₂時(shí)，電阻R₂的功率．

Answer 1

【答案】分析：先畫出三種情況的等效電路圖，根據(jù)歐姆定律分別表示出圖1和圖2中兩電壓的示數(shù)，利用電壓表的示數(shù)關(guān)系得出等式即可求出R₂、R₃阻值之間的關(guān)系，再根據(jù)電源的電壓不變結(jié)合電流關(guān)系求出R₁、R₃阻值之間的關(guān)系，進(jìn)一步得出R₁、R₂阻值之間的關(guān)系，根據(jù)P=I²R表示出圖3中電阻R₂的功率結(jié)合電流關(guān)系和電阻關(guān)系即可求出其大小．
解答：解：只閉合開關(guān)S時(shí)，等效電路圖如圖1所示；
只閉合開關(guān)S、S₁時(shí)，等效電路圖如圖2所示；
只閉合開關(guān)S、S₂時(shí)，等效電路圖如圖3所示．

圖1和圖2中，
∵I=，
∴===，
==×=×=，
解得：R₂=3R₃，
∵電源的電壓不變，
∴===，
解得：R₁=4R₃，R₂=R₁，
圖1和圖3中，
∵電源的電壓不變，
∴===，
圖3中，
P₂=I₃²R₂=（2I₁）²×R₁=3I₁²R₁=3×5W=15W．
答：當(dāng)只閉合開關(guān)S、S₂時(shí)，電阻R₂的功率為15W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是畫出三種情況的等效電路圖和利用好電源電壓不變這一條件．