在如图所示的电路中,电源电压不变,开关S处于闭合状态.当开关S1、S3断开,S2闭合时,电阻R1与R2的总电功率为P1,且P1=6.4W,电压表示数为U1;当断开S1,闭合S2、S3时,电阻R2的功率为P2,且P2=6W,电压表示数为U2;当闭合S1,断开S2、S3时,电流表示数为1.6A.已知U1:U2=4:3.求(1)电源电压.(2)电阻R3阻值.

问题描述:

在如图所示的电路中,电源电压不变,开关S处于闭合状态.当开关S1、S3断开,S2闭合时,电阻R1与R2的总电功率为P1,且P1=6.4W,电压表示数为U1;当断开S1,闭合S2、S3时,电阻R2的功率为P2,且P2=6W,电压表示数为U2;当闭合S1,断开S2、S3时,电流表示数为1.6A.已知U1:U2=4:3.求(1)电源电压.(2)电阻R3阻值.

已知:P1=6.4W,P2=6W,I=1.6A,U1:U2=4:3
求:U,R3
当开关S1、S3断开,S2闭合时,三个电阻串联即:P1U1× 

U−U1
R3
(1)或P1
U
2
1
R1+R2
(4)
当断开S1,闭合S2、S3时,电阻R2与R3串联,电压表测量R2两端电压,即:P2= U2×
U−U2
R3
(2)
当闭合S1,断开S2、S3时,电阻R1与R2串联,电流表示数可表示为:1.6A=
U
R1+R2
(3)
将(1)式和(2)式相除得:
P1
P2
U1(U−U1)
U2(U−U2)

6.4W
6W
4(U−U1)
3(U−U2)

U=2U1
将(3)式与(4)式相除得:
P1
1.6A
U
2
1
U

U=
1
4
U12
所以2U1
1
4
U
2
1
,则U1=8V,
故电源电压为:U=2×8V=16V;
将电源电压和U1代入(1)式得:R3=
8V(16V−8V)
6.4W
=10Ω

答:电源电压为16V,电阻R3阻值为10Ω.
答案解析:用电源电压、R3以及电压表示数和电流表示P1,P2和电流表的示数,列出四个关系式子解之即可.
考试点:欧姆定律的应用;电阻的串联;电阻的并联;电功率的计算.
知识点: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进行计算.