小陽同學(xué)在科技月制作了一個(gè)多擋位電熱器模型。為了分析接人電路的電阻對電熱器電功率的影響,他將電表接人電路中,其電路如圖所示,電源兩端電壓不變,R1的阻值為20 Ω,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2。當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端時(shí),電壓表示數(shù)為U1,R3消耗的功率P3為6.4W;當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合,S1斷開時(shí),電流表的示數(shù)為I1,電壓表的示數(shù)為U2;當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合,將滑動(dòng)變阻器的滑片置于中點(diǎn)時(shí),電流表的示數(shù)為I2。已知I1:I2=3:7,U1: U2 =2:9,求:
(1)R2的阻值;
(2)電源兩端電壓;
(3)當(dāng)開關(guān)S、S1、S2都閉合,將滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端時(shí),通電10s,多擋位電熱器產(chǎn)生的總熱量。
解:
當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端時(shí),等效電路如圖甲所示;當(dāng)開關(guān)S、S2閉合,S1斷開時(shí),等效電路如圖乙所示;當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí),將滑動(dòng)變阻器的滑片置于R2中點(diǎn),等效電路如圖丙所示;當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí),將滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端時(shí),等效電路如圖丁所示
由圖乙得:I1R1=U2                                                ①
由圖丙得:                                   ②
由題意得:U2=U
①/②得:,將,R1=20Ω代入,運(yùn)算得R2=30Ω;
(2)設(shè)圖甲中電流為I,由圖甲得:IR1=U1             ③
由圖甲和圖乙得,I(R1+R2 +R3)=U                     ④
由題意得:U1:U2=2:9,
③/④得:,將R1=20 Ω、R2=30 Ω代入解得R3=40 Ω.
由題意得:P3=I2R3, ,由圖甲得電源電壓:U=I(R1+R2+R3)=0.4A×(20+30+40)Ω=36V。
(3)由圖丁得:
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P之比為4:1;R3的最小功率為0.9W.請你幫小陽完成下列問題.
(1)畫出上述兩個(gè)狀態(tài)的等效電路圖;
(2)計(jì)算電阻R2的阻值;
(3)計(jì)算電源兩端的電壓;
(4)計(jì)算這個(gè)電熱器模型中間兩個(gè)擋位的功率分別是多少;
(5)計(jì)算電流表的最大示數(shù)是多少.

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科目:初中物理 來源: 題型:

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(1)計(jì)算電阻R2的阻值;
(2)計(jì)算電源兩端的電壓;
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