如图所示,电源两端电压保持不变,当只断开开关S1时,电流表的示数为I1,电阻R2的电功率为P2,总功率为P总;当只断开开关S2时,滑动变阻器的滑片P在A点时,变阻器连入电路的电阻为RA,此时电流表的示数为I2,电阻R2的电功率为P′2,总功率为P′总;当只闭合开关S时,滑动变阻器的滑片P在B点时,变阻器接入电路的电阻为RB,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表的示数为I3.
已知:P总=6W,P2:P2,=4:1,U1:U2=4:3,I2:I3=9:8.
求:
(1)P总′;
(2)I1:I3;
(3)RA:RB.
解析:当只断开S1时,原电路等效为图1所示电路;当只断开S1,P在A点时,原电路等效为图2;而当闭合S时,原电路等效为图3.故
(1)当只断开S1时及只断开开关S2时,电阻R2消耗的电功率之比为:
P2 | = | I12R2 | = | I12 | = | 4 | 即: | I1 | = | 2 |
P2’ | I22R2 | I22 | 1 | I2 | 1 |
由此可知,总功率的比值:
P总 | = | UI1 | = | I1 | = | 2 |
P总’ | UI2 | I2 | 1 |
故
P总’= | 1 | P总= | 1 | 6W=3W |
2 | 2 |
(2)设电源电压为U,结合图1和图2可知
U | |||||||
I1 | = | R1+R2 | = | RA+R2 | = | 2 | …………① |
I2 | U | R1+R2 | 1 | ||||
RA+R2 |
同理,由图2和图3得:
I2 | = | R1+R2+RB | = | 9 | …………② |
I3 | RA+R2 | 8 |
由图3得:
U1 | = | R1+R2+RB | = | 4 | …………③ |
U2 | RA+R2 | 3 |
联立①②③并解之可得:
RA | = | 7 | |
RB | 5 |
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