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    精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
    如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，阻值分别为R1、R2的定值电阻其阻值不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为R3．当闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，电压表的示数为U1，滑动变阻器的电功率P1=2.4W，电流表的示数为I1；当闭合开关S和S2，断开开关S1，滑动变阻器的滑片P滑至端点A时，电压表的示数为U2，电路的总电功率P2=2.88W，电流表的示数为I2；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到端点B时，电路的总电功率为P3．已知：
    I1
    I2
    =
    5
    3
    ，求：
    （1）R2与R3的阻值之比；
    （2）U1与U2之比；
    （3）总电功率P3．
    分析：先画出三种情况的等效电路图：
    （1）根据P=I2R表示出图1、图2两图中滑动变阻器的电功率，结合电流关系和电功率的大小即可求出R2与R3的阻值之比；
    （2）对于图1、图2两个电路，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R1与R2的阻值关系，根据欧姆定律表示出U1与U2之比，把电流之比和电阻关系代入即可求出U1与U2之比；
    （3）根据电阻的并联表示出图3的总电阻，对于图2、图3两个电路，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和电阻关系即可得出两图的电流关系，根据P=UI表示出图2中滑动变阻器消耗的电功率与图3总功率的比值，即可求出总电功率P3．
    解答：解：闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，简化电路如图1所示；
    闭合开关S和S2，断开开关S1，滑动变阻器的滑片P滑至端点A时，简化电路如图2所示；
    当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到端点B时，简化电路如图3所示．

    （1）∵P=I2R，且P1=2.4W，P2=2.88W，
    I1
    I2
    =
    5
    3
    ，
    P1
    P2
    =
    I
    2
    1
    ×
    R3
    2
    I
    2
    2
    ×(R2+R3)
    =（
    I1
    I2
    ）2×
    R3
    2(R2+R3)
    =（
    5
    3
    ）2×
    R3
    2(R2+R3)
    =
    2.4W
    2.88W
    =
    5
    6
    ，
    解得：
    R2
    R3
    =
    2
    3
    ；
    （2）对于图1、图2两个电路，
    ∵电源的电压不变，
    ∴
    I1
    I2
    =
    R2+R3
    R1+
    1
    2
    R3
    =
    R2+
    3
    2
    R2
    R1+
    1
    2
    ×
    3
    2
    R2
    =
    5
    3
    ，
    解得：
    R1
    R2
    =
    3
    4
    ，
    ∵I=
    U
    R
    ，
    ∴
    U1
    U2
    =
    I1R1
    I2R2
    =
    I1
    I2
    ×
    R1
    R2
    =
    5
    3
    ×
    3
    4
    =
    5
    4
    ；
    （3）对于图2、图3两个电路，
    ∵电源的电压不变，
    ∴
    I3
    I2
    =
    R2+R3
    R1R2
    R1+R2
    =
    (R2+R3)(R1+R2)
    R1R2
    =
    (R2+
    3
    2
    R2)(
    3
    4
    R2+R2)
    3
    4
    R2×R2
    =
    35
    6
    ，
    对于图2、图3两个电路，
    ∵P=UI，且电源的电压不变，
    P3
    P2
    =
    UI3
    UI2
    =
    I3
    I2
    =
    35
    6
    ，
    则P3=
    35
    6
    ×P2=
    35
    6
    ×2.88W=16.8W．
    答：（1）R2与R3的阻值之比为2：3；
    （2）U1与U2之比为5：4；
    （3）总电功率P3为16.8W．
    点评：本题是有关串联电路特点和欧姆定律、电功率的综合计算题目，在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．
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    （1）将实验电路补画完整．
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    Ω；
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    （3）某同学在实验中，不小心将滑动变阻器损坏（不能使用）了，一时又找不到其他变阻器．如果不用滑动变阻器，可能对实验结果的影响是
     
    ．
    你能否利用身边的物品代替滑动变阻器完成该实验，说出你的做法：
     
    ．
    （4）在测出电阻值后，该同学继续实验--研究导体中电流跟电阻的关系（滑动变阻器完好）．他观察电表指针在某一合适的位置，取下Rx，换上另一较大电阻R0，下一步的操作是
     
    ，目的是
     
    ．

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    270
    270
    J．

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    0.4
    0.4
    安，L1中的电流为
    0
    0
    安，L1的电阻值为
    10
    10
    欧．

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    [　　]

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