作业帮物理选修3-1第二章检测试题如图,滑动变阻器R1的最大值为12Ω,定值电阻R2=12Ω,R3=2.5Ω,滑动变阻器的触头P处于滑动变阻器的中点,当S闭合时,电压表读数为3V,电源消耗功率为9W,求S断开时R1消耗的
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/14 14:36:24
物理选修3-1第二章检测试题如图,滑动变阻器R1的最大值为12Ω,定值电阻R2=12Ω,R3=2.5Ω,滑动变阻器的触头P处于滑动变阻器的中点,当S闭合时,电压表读数为3V,电源消耗功率为9W,求S断开时R1消耗的
物理选修3-1第二章检测试题
如图,滑动变阻器R1的最大值为12Ω,定值电阻R2=12Ω,R3=2.5Ω,滑动变阻器的触头P处于滑动变阻器的中点,当S闭合时,电压表读数为3V,电源消耗功率为9W,求S断开时R1消耗的功率.（电源内电阻不计）
物理选修3-1第二章检测试题如图,滑动变阻器R1的最大值为12Ω,定值电阻R2=12Ω,R3=2.5Ω,滑动变阻器的触头P处于滑动变阻器的中点,当S闭合时,电压表读数为3V,电源消耗功率为9W,求S断开时R1消耗的
这个问题,有两个关键点：
1.电路总电阻：电路连接状态分析；
2.电源内阻计算.
电路右侧：R2接在滑动变阻器R1的中点,这个电路可以看做：R2与二分之一的R1并联后再与二分之一的R1串联.
R2与二分之一的R1并联,电阻由并联电阻公式得到：R＝（R1×R2）÷（R1＋R2）＝（12×6）÷（12＋6）＝4Ω
然后再与二分之一的R1串联,显然,电阻为：4＋6＝10Ω,即电路右侧的总电阻为：10Ω,由于两端电压为3V,则电路右侧的电流为：3÷10＝0.3A,则电路右侧的总电阻消耗的电功率为：3×0.3＝0.9W；
电路左侧,即电阻R3中的电流很容易就可以计算出来：3÷2.5＝1.2A,那么R3消耗的功率为：1.2×3＝3.6W,加上右侧消耗的电功率,总功率为：3.6＋0.9＝4.5W.
题目中,电源消耗的功率为9W,上面计算出来,电阻消耗的总功率为：4.5W,那么剩下的9-4.5＝4.5W,就是电源内阻消耗的了.电路中的总电流等于左右两侧电流相加：0.3＋1.2＝1.5A,
那么,由公式P＝U×I＝I^2×R,就可以计算出,电源内阻为：r＝P÷I^2＝4.5÷（1.5×1.5）＝2Ω,即电源内阻为：2欧姆,那么电源内阻造成的电压降为：U＝I×r＝1.5×2＝3V,那么电源的电压就是：3V＋3V＝6V
而S断开时,电源外的电路就只剩下右侧的电路了,此时,电路中的总电流为：
U÷（R＋r）＝6÷（10＋2）＝0.5A,公式中的R就是右侧电路总电阻,由上面计算是10Ω,r是电源内阻,是2Ω,那么这个0.5A,就是此时电路中的总电流,而此时电压表的读数是：6 - （0.5×2）＝5V（或者是：0.5×10＝5V,这两种计算方法都可以）
这时,我们去计算变阻器R1消耗的功率,实际上,就像上面分析的,R1分为两部分,二分之一与R2并联,剩余的二分之一是独立的,因次,其电功率也要分开计算,独立的二分之一消耗的功率由公式：P＝U×I＝I^2×R,可以简单的计算出：0.5^2×6＝1.5W；独立的二分之一R1两端的电压为：0.5×6＝3V .
则剩余的与R2联的二分之一两端的电压为：5－3＝2V,则该二分之一R1中的分电流为：U÷R＝2÷6≈0.33A（保留3位有效数字）
则其消耗的电功率为：0.33×2＝0.66W
则,R1消耗的总电功率为：1.5＋0.66＝2.16W