电学进阶20题第15题——一道非常难的电学题

践行者初中物理电学典题详解第297题

12.（3分）如图所示的电路中，电源电压U保持不变。①只闭合开关S和S3，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表V2的示数为1V。②只闭合开关S和S2，电压表V1和V2的示数分别为U1和U2，电流表的示数为I1。③只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，电流表的示数为I2，此时电路的功率为P1；保持滑片位置不变，再闭合开关S2，电流表的示数变化了0.2A，此时电路的功率为P2。已知I1：I2=1：9，U1：U2=1：2，下列说法正确的是( )

A.U=6V

B.I1=0.1A

C.R2=10Ω，

D.P1:P2=7:9

解析:1当只闭合开关S和S3时:

1.1分析电路图可知:

①R2与R3断路，R1和R串联，

②A测电路中的电流I，

③V1测R1两端电压U1，

V2测R两端电压U0；

1.2由题意可知:

①I=0.2A，

②U0=1V，

则电源电压U=U0+IR1=1V+0.2A×R1；❶

2当只闭合开关S和S2时:

2.1分析电路图可知:

①R断路，R1、R2与R3串联，

②A测电路中的电流I1，

且I1=U/(R1+R2+R3)，❷

③V1测R1两端电压U1，

且U1=I1R1，❸

④V2测R2与R3两端合电压U2，

且U2=I1(R2+R3)；❹

2.2由题意可知:U1:U2=1:2，❺

由❸❹❺可知:R1:(R2+R3)=1:2，

则R2+R3=2R1，

R1+R2+R3=3R1，

则I1=U/(R1+R2+R3)=U/3R1，❻

3只闭合开关S、S1和S3，将滑片移动到最左端时，

3.1分析电路图可知:

①R接入电路的阻值为0，R3断路，

R1与R2并联，

②A测干路电流I2，

且I2=U/R1+U/R2，❼

③V2短路，V1测量电源电压U，

3.2由题意可知:

①I1:I2=1:9，

所以由❷❼可知:

U/(R1+R2+R3):(U/R1+U/R2)=1:9，

即1/3R1:(R1+R2)/R1R2=1:9，

R2:3(R1+R2)=1:9，

即R2=R1/2，则R3=3R1/2，

②P1=UI2；

4当保持滑片位置不变，再闭合开关S2时:

4.1 分析电路图可知:

①R接入电路中的阻值为0，

②R1、R2、R3并联，

③A测干路电流I3，

即I3=U/R1+U/R2+U/R3，❽

④V2短路，V1测电源电压U；

4.2由题意知:

①I3-I2=0.2A，

又由❼❽可知，

U/R3=0.2A，❾

由❶❾可知:

U=0.2A×R3=0.2A×3R1/2

=1V+0.2A×R1，

解得R1=10Ω，R2=5Ω，R3=15Ω，U=3V，

I1=U/(R1+R2+R3)=3V/30Ω=0.1A，

I2=U/R1+U/R2=3V/10Ω+3V/5Ω=0.9A，

I3=I2+0.2A=1.1A

或=U/R1+U/R2+U/R3

=3V/10Ω+3V/5Ω+3V/15Ω

=0.3A+0.6A+0.2A=1.1A，

②P2=UI3，

所以P1:P2=I2:I3=0.9A:1.1A=9:11。

综上:B正确。

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