(2011•门头沟区二模)如图所示,电路中的总电压和电阻阻值保持不变,当闭合开关S1,断开开关S2和S3时,电压表示数为

(2011•门头沟区二模)如图所示,电路中的总电压和电阻阻值保持不变,当闭合开关S1,断开开关S2和S3时,电压表示数为9V,电阻R3的消耗的电功率为P3;当闭合开关S2、S3,断开S1时,电流表示数为1.5A;当闭合开关S3,断开S1、S2时,电阻R3的消耗的电功率为P3′,电阻R1消耗的功率为1.5W,已知:P3:P3′=9:1,则电阻R3的阻值为______Ω.
nokoo12 1年前 已收到1个回答 举报

foxcxj01 幼苗

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解题思路:先画出三种情况的等效电路图.由图1可知电源的电压,根据图2可求R2的阻值;根据P=I2R表示出图1和图3中R3的电功率求出两图的电流之比,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变即可得出三电阻之间的关系,根据电阻的串联和欧姆定律表示出图3中的电流,根据P=I2R表示出电阻R1消耗的功率,解方程即可求出电阻R3的阻值.

当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,等效电路图如图1所示;
当闭合开关S2、S3,断开S1时,等效电路图如图2所示;
当闭合开关S3,断开S1、S2时,等效电路图如图3所示.

由图1可知,电源的电压:
U=9V,
由图2可知,R2的阻值:
R2=[U
I2=
9V/1.5A]=6Ω,
由图1和图3中,
∵P=I2R,且P3:P3′=9:1,

P3
P3′=
I13R3
I32R3=(
I1
I3)2=[9/1],
解得:
I1
I3=[3/1],
∵电源的电压不变,

I1
I3=
R1+R2+R3
R3=[3/1],
整理可得:2R3=R1+R2,R1=2R3-R2=2R3-6Ω,
图3中的电流:
I3=
U
R1+R2+R3=
U
2R3+R3=
9V
3R3=
3V
R3,
电阻R1消耗的功率:
P1=I32R1=(
3V
R3)2×(2R3-6Ω)=1.5W,
整理可得:R32-12R3+36Ω2=0,
解得:R3=6Ω.
故答案为:6.

点评:
本题考点: 电功率的计算.

考点点评: 解决本题的关键是会识别串联电路和并联电路,会用所求的物理量表示已知物理量,会对公式灵活变形,会灵活应用欧姆定律和电功率的公式进行计算.

1年前

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