如图所示,电源电压U保持不变.当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P1,...
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如图所示,电源电压U保持不变.当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P1,再将滑片滑至最左端,有一只电表的示数变为原来的1/5;当开关S1和S3闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时,R3的功率增大了0.05W,且滑片在中点时,电压表V1的示数为U1;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为P2,两只电流表示数相差0.3A.已知P1:P2=2:15,下列结论正确的是( )
A.P2=5.4W B.U=12V C.U1=6V D.R2=20Ω
【回答】
A
【解析】
解:(1)S2闭合、S1和S3断开,滑片在最右端时,R2、R3串联,V1测R2电压,V2测R2、R3总电压,即电源电压,等效电路如图1所示;滑片滑至最左端时,V1V2都测R2两端电压,等效电路如图2所示:由题意结合图可知,电表V2的示数将发生变化,且UR2=U,则R3两端的电压UR3=U,所以,根据串联电路的分压规律可得:,即R3=4R2﹣﹣①;(2)当开关S1和S3闭合、S2断开,滑片位于最右端时R1、R3串联V1测R1电压,V2测总电压,等效电路如图3所示;滑片位于中点时,等效电路如图4所示;当所有开关闭合,滑片在最左端时,R3短路,R、1R2并联,A2测干路电流,A1测R2所在支路的电流,等效电路图如图5所示:由题意知图1中,电路的总功率:P1=,图5中总功率:P2=+,可得:15P1=2P2,即15×=2×(+),解得:R1=2R2﹣﹣②由题意知图5中两只电流表示数相差0.3A,根据并联电路电流规律,可得图5中,通过R1的电流:I5=I﹣I4=0.3A,则=0.3A,即=0.6A﹣﹣﹣③,图3中,电路中的电流:I2=××0.6A=0.1A,图4中,电路中的电流:I3=××0.6A=0.15A,因图4和图3相比较R3的功率增大了0.05W,所以,由P=I2R可得:P3′﹣P3=I32×R3﹣I22R3=(0.15A)2×R3﹣(0.1A)2×R3=0.05W,解得:R3=40Ω,代入①②③两式可得:R1=20Ω,R2=10Ω,U=6V,故BD错误;图4中,U1=I3R1=0.15A×20Ω=3V,故C错误;图5中,P2=++=5.4W,故A正确.故选A.
点睛:这是一道综合*很强的电学试题,有一定难度,解答本题时首先应该根据题目中给出的几种开关闭合的情况,一一进行分析,并画出所对应的等效电路图,然后结合题目中的其他条件,列出相对应的式子,联立方程组进行求解,最后根据解得的*和四个选项进行比较,做出准确选择.
知识点:串、并联电路中电流的规律
题型:选择题
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