5.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合電鍵S后,電壓表的示數(shù)為1伏,電流表的示數(shù)為0.1安.
①求電阻R1的阻值.
②在移動(dòng)變阻器R2滑片P的過(guò)程中,當(dāng)電阻R1兩端的電壓分別為U0、8U0時(shí),變阻器R2的電功率相等,求電源電壓U.

分析 ①由圖知,R1與R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流,電壓表測(cè)R1兩端電壓,由歐姆定律計(jì)算R1的阻值;
②由串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率的計(jì)算公式,根據(jù)兩次R2的電功率相等列式計(jì)算電源電壓.

解答 解:
①由圖知,R1與R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流,電壓表測(cè)R1兩端電壓,
由I=$\frac{U}{R}$可得R1的阻值:
R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω;
②由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知,當(dāng)電阻R1兩端的電壓分別為U0時(shí),
滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓:U2′=U-U1′=U-U0,
電流:I2′=I1′=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{1}}$,
同理,當(dāng)電阻R1兩端的電壓分別為8U0時(shí),
滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓:U2″=U-U1″=U-8U0
電流:I2″=I1″=$\frac{{U}_{1}″}{{R}_{1}}$=$\frac{8{U}_{0}}{{R}_{1}}$,
兩次變阻器R2的電功率相等,由P=UI有:
U2′I2′=U2″I2″,
即:(U-U0)$\frac{{U}_{0}}{{R}_{1}}$=(U-8U0)$\frac{8{U}_{0}}{{R}_{1}}$,
解得:U=9U0
答:①電阻R1的阻值為10Ω;
②電源電壓為9U0

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用,屬于一道中等題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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