如图所示,电路两端电压保持不变,当只闭合开关S1时,通过电阻R1的电流是I1;当只闭合开关S2时,通过电阻R2的电流是I2;电阻R2消耗的功率是20W,I1∶I2=3∶2,当只闭合开关S3时,电阻R3消耗的功率是15W.
1)只闭合S1时,R1消耗的功率?
2)只闭合S3时,R1消耗的功率?
解析:设电源电压为U,当只闭合S1时,原电路只R1接入电路,故:
I1=U/R1
当只闭合S2时,原电路等效电路为R1和R2组成的串联电路,故通过R2的电流:
I2=I=U/(R1+R2)
依题:I1:I2=3:2 代入计算可得:
R1=2R2……(1)
此时R2消耗的功率为:
P2=I22R2=[U/(R1+R2)]2R2=20
将R1=2R2代入得:
U2=180R2……(2)
当只闭合S1时,R1消耗的功率:
P1=U2/R1=180R2/R1=180R2/(2R2)=90(W)
当只闭合S3时,三电阻串联,故:R3消耗的功率为:
[U/(R1+R2+R3)]2R3=15
即:
[180R2/(3R2+R3)2]R3=15
化简之可得:(3R2-R3)2=0 故
R3=3R2
此时R1消耗的功率:
P1=I12R1=[U/(R1+R2+R3)]2R1
=[180R2/(2R2+R2+3R2)2] ×2R2
=10(W)
综上,只闭合S1,R1消耗的功率为90W,只闭合S3,R1消耗的功率为10W
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