已知电路是有两个定值电阻,一个开关和电压为60V的电源用导线连成的.且电源电压恒定不变,当开关处于某一状态(断开或闭合)时,电路的电功率为40W,当开关处于另一状态时,电路的电功率增加了20W,求两个定值电阻的阻值.
问题描述:
已知电路是有两个定值电阻,一个开关和电压为60V的电源用导线连成的.且电源电压恒定不变,当开关处于某一状态(断开或闭合)时,电路的电功率为40W,当开关处于另一状态时,电路的电功率增加了20W,求两个定值电阻的阻值.
答
已知第一种状态电路的功率为P1=40W,
第二种状态电路的功率为P2=40W+20W=60W;
由公式P=
可以看出,电路功率增大,说明电阻减小;U2 R
①在串联电路中,总电阻大于任何一个分电阻,
原来两个电阻串联,开关与其中一个电阻R2并联,闭合开关,电阻R2短路.如图所示:
;
当闭合开关时,
∵P=
,U2 R
R1的阻值为R1=
=U2 P2
=60Ω;(60V)2 60W
当开关断开时,
串联电路总电阻为R串=
=U2 P1
=90Ω;(60V)2 40W
R2的阻值为R2=R串-R1=900Ω-60Ω=840Ω;
②在并联电路中,总电阻小于任何一个分电阻,
原来两个电阻并联,开关控制一个电阻R2,开关断开时,只有R1工作.如图所示:
当开关断开时,
R1的阻值为R1=
=U2 P1
=90Ω,(60V)2 40W
当开关闭合时,R2消耗的功率为P2′=60W-40W=20W,
R2的阻值为R2=
=U2
P2′
=180Ω.(60V)2 20W
答:两个电阻的阻值分别为60Ω、840Ω或1900Ω、180Ω.
答案解析:首先根据已知条件,确定电阻连接方式;然后根据电阻连接方式,利用P=
得到两个定值电阻的阻值.U2 R
考试点:欧姆定律的应用.
知识点:此题是一道电学综合题,考查的是我们对电路连接关系、欧姆定律和电功率有关公式的应用,判断电阻连接关系是正确解答的关键.