物理-----电功率 育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响,他们将电表接入电路中,其电路图如图所示。当只闭合开关S1时,电压表的示数为U1,电阻R3消耗的电功率为P3;当只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电阻R3消耗的电功率为P3',测得此时电阻R2消耗的电功率为1.6W。已知2U1=U2,P3=4P3',电源两端电压保持不变。
求:
(1)请你计算出电阻R1与电阻R2的比值
(2)科技小组的同学们通过测量与分析发现:开关S 1,S2,S3都闭合时,电路消耗的电功率最大,请你计算出这个电功率。
1)
只闭合开关S1时,电压表测的是R1的电压
只闭合开关S2,电压表测的是R2的电压
根据串联电路分压原理
U1:U2 =1:2 =[R1/(R1+R3)]:[R2/(R2+R3)]
===>[R2(R1+R3)]/[R1(R2+R3)] =2。 。。。。。(1)
P=U^2/R
P3=4P3' ==> U3:U3' =2:1
U3:U3' =2:1=[R3/(R1+R3)]:[R3/(R2+R3)]
===>(R2+R3)=2(R1+R3) 。 。。。。。。。。(2)
(2)------->(1) ===>R2 =4R1
======>R1:R2 =1:4
2)R1 =(1/4)R...全部
1)
只闭合开关S1时,电压表测的是R1的电压
只闭合开关S2,电压表测的是R2的电压
根据串联电路分压原理
U1:U2 =1:2 =[R1/(R1+R3)]:[R2/(R2+R3)]
===>[R2(R1+R3)]/[R1(R2+R3)] =2。
。。。。。(1)
P=U^2/R
P3=4P3' ==> U3:U3' =2:1
U3:U3' =2:1=[R3/(R1+R3)]:[R3/(R2+R3)]
===>(R2+R3)=2(R1+R3) 。
。。。。。。。。(2)
(2)------->(1) ===>R2 =4R1
======>R1:R2 =1:4
2)R1 =(1/4)R2带入(2)
===>R2+R3 =(1/2)R2+2R3 ====>R2:R3 =2:1
当R2的功率 =1。
6W时
根据P =I^2 R ,串联I相同===>R3功率 =0。8W
此时,总功率 =2。4W
设电源电压U,总功率 =U^2/(R2+R3) =U^2/(1。5R2)=2。4W
===>U^2 =3。
6R2
开关S 1,S2,S3都闭合时
R1,R2并联,阻值 =R1R2/(R1+R2) =[(1/4)R2*R2]/[(5/4)R2]
=(1/5)R2
再与R3串联,全电路总电阻R总 =(1/5)R2 +R3
=(1/5)R2 +(1/2)R2
=(7/10)R2
P总 =U^2/R总 =3。
6R2/[(7/10)R2]
=5。1W。收起