如图所示,电源电压24V并保持不变.当开关S1闭合S2断开时,电压表示数为U1,电阻R1的功率为1.6W.当开关S1、S2都闭合时,电压表示数为U2,电阻R1的功率为3.6W.已知U1:U2=10:9.求: (1)当

问题描述:

如图所示,电源电压24V并保持不变.当开关S1闭合S2断开时,电压表示数为U1,电阻R1的功率为1.6W.当开关S1、S2都闭合时,电压表示数为U2,电阻R1的功率为3.6W.已知U1:U2=10:9.求:

(1)当开关S1闭合S2断开时,电流表的示数.
(2)当开关S1、S2都闭合时,1分钟内,电流通过电阻R3产生的热量.

当开关S1闭合S2断开时,电路如图1所示;当开关S1、S2都闭合时,电路如图2所示;

(1)由图1和图2可得:
∵1.6W=I12R1,3.6W=I22R1

I1
I2
=
2
3

∵U1:U2=10:9,且U1=I1(R2+R3),U2=I2R3
R2
R3
=
2
3

∵电源的电压不变,
∴I1(R1+R2+R3)=I2(R1+R3
解得:
R1
R3
=
1
3

∵串联电路各处的电流相等,
∴图1中,
U0
R1
=
24V
R
,U0=
R1
R1+R2+R3
×24V=
1
6
×24V=4V,
U02
R1
=1.6W,
∴R1=
(4V)2
1.6W
=10Ω,
R3=3R1=30Ω,
I1=
U0
R1
=
4V
10Ω
=0.4A;
(2)图2中,3.6W=I22R1
R3的电功率:
P3=I22R3=
R3
R1
×3.6W=10.8W,
电流通过电阻R3产生的热量:
Q=W=P3t=10.8W×60s=648J.
答:(1)当开关S1闭合S2断开时,电流表的示数为0.4A;
(2)当开关S1、S2都闭合时,1分钟内,电流通过电阻R3产生的热量为648J.